[发明专利]一种太阳能多功能模块及使用该模块的太阳能电热系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种太阳能光电和光热相结合的技术，更具体地说，涉及一种利用太阳能同时发电和供热的模块，以及使用该模块的太阳能系统。

【背景技术】

目前市场上太阳能的产品分为两大类：(1)太阳能光电转换产品，如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。(2)太阳能光热转换产品，如平板集热器、玻璃真空太阳能集热管，主要应用于太阳能热水器市场。上述两类产品各有优缺点，具体如下：

(1)太阳能光热产品：现有产品中的光热转换效率高，可达到70％以上，其缺点是不能远距离输送，目前的中低温产品还无法直接将热能转换为高品位能源的电能。

(2)太阳能光电产品：①以目前市场占主导地位的晶体硅太阳能电池为例，光电转换效率为16％左右，提炼单晶硅和多晶硅的生产设备昂贵、耗能大，因此由硅晶片组成的太阳能电池就存在光电转换率低，成本高的瓶颈。光电系统造价每瓦约为30元人民币，并网发电每度电约为人民币2-3元。

另外，硅晶片组成的太阳能电池在太阳光迎面辐照强度小于200W/m²时不能启动电流。由于每天晨、夕太阳光的斜射，每年夏至日——冬至日太阳高度的变化(南北回归线±23.5°)以及非晴天下的弱光，所以一年中有相当一部分时日太阳能电池不能发电。

太阳能转换成电能的卡诺循环效率可以达到95％，目前常见的硅晶片太阳能电池只能达到16％。其中大部分太阳能转换成热能从太阳能电池板的背面散发到空气中而被白白浪费，并且这部分热能集聚在太阳能电池板上，使得太阳能电池板本身的温度非常高，进而会使太阳能电池板的光电转换效率大幅下降，使得太阳能的利用率更低。

②非晶硅太阳能电池：光电转换率低，约为11％，光电转换率衰减快。

③薄膜太阳能电池：光电转换率低，约为7％，衰减速度大，占地大。

④外聚焦光电装置：由于聚光镜暴露在空气中，易积灰、易氧化、使用寿命短。

可见目前太阳能光电产品的整体利用率都很低，在光电转换时大部分太阳能被浪费。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中上述太阳能产品中太阳能利用率低的缺陷，提供一种太阳能多功能模块，能够同时利用发电和供热，进而提高太阳能的利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种太阳能多功能模块，包括反射太阳光至内部聚焦处的密闭的聚光槽、设置在所述聚光槽内部聚焦位置处的吸热管、设置在所述吸热管外表面利用所述聚光槽反射的太阳光进行发电的太阳能电池组，吸热管内设有流动的工质。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述聚光槽包括聚光板、固定设置在所述聚光板四周的挡板、密封设置在所述聚光板和挡板上方的透明盖板；所述吸热管固定在所述挡板上。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述聚光板的内表面设有反光膜。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述聚光板内表面设置为截面形状为曲线形状的柱面，所述曲线为圆弧或抛物线或椭圆弧。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述吸热管的截面形状为等腰三角形，其底边朝向所述透明盖板；所述太阳能电池组设置在其两条腰边上。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述吸热管为金属管。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述聚光槽内充满氮气。

在本发明所述的太阳能多功能模块中，所述聚光槽上还设有与所述吸热管同轴的齿轮，所述齿轮由外部的跟踪机构驱动进而带动所述聚光槽绕所述吸热管转动并跟踪太阳光。

本发明要解决的另一个技术问题在于，针对现有技术中上述太阳能产品中太阳能利用率低的缺陷，提供一种利用上述太阳能多功能模块的太阳能电热系统。

本发明解决另一技术问题所采用的技术方案是：构造一种太阳能电热系统，包括如上所述太阳能多功能模块、循环水泵、储存电能蓄电装置、吸收工质中热量的蓄热箱，所述太阳能多功能模块的太阳能电池组与所述蓄电装置电连接、所述太阳能多功能模块的吸热管与所述蓄热箱连通并通过循环水泵使得工质在吸热管和蓄热箱之间循环流动。

本发明解决另一技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种太阳能电热系统，包括多个如上所述太阳能多功能模块，所述太阳能多功能模块中的工质为水，还包括向所述多个太阳能多功能模块统一供水的水泵，所述多个太阳能多功能模块的吸热管并联连接后输出至社区作为社区的生活用热源；所述多个太阳能多功能模块的太阳能电池组并联连接后输出至电网。