[实用新型]一种热管式聚光光伏光热一体化热电联产装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热电联产系统，特别是一种用于热管式聚光光伏光热一体化热电联产装置，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能光伏发电系统已经大规模建，但是光伏发电成本一直高居不下，制约其发展。聚光技术是利用廉价的镜面部分代替电池，从而降低光伏发电的成本。

聚光光伏系统是利用价廉的聚光镜部分代替高昂的电池，从而降低光伏发电系统成本。商业化的光伏电池的光电转换效率一般为5％～20％，换言之，近80％的太阳能没有得到合理利用，转化为热能，导致电池的温度升高，电池温度每升高1度，效率约下降0.5％。在聚光条件下，电池表面的太阳辐射强度是非聚光条件下的数倍、数十倍、甚至数百倍，电池的温度急剧上升，所以，聚光光伏系统中，电池的冷却装置是至关重要的。

自上世纪70年代，光伏光热一体化的出现，降低了电池的温度同时，也有效提高了太阳能的综合利用率。所谓的光伏光热一体化系统是一种集太阳能光伏发电与热利用为一体的太阳能集热器，简称PVT(Photovoltaic/ThermalCollector)。太阳照射在集热器的表面产生电能，热能从电池的冷却系统中获得。

聚光光伏光热一体化系统，简称c-PVT(Concentrator-typePhotovoltaic/ThermalCollector)是集PVT与聚光装置为一体的系统，聚光装置可以提高电池表面的太阳辐射强度，增加PVT输出电功率和热功率

目前，已经有聚光光伏光热一体化装置被设计，但这些方案均存在一定的局限性。如中国专利CN102570910A公布了一种聚光光伏光热太阳能综合利用系统，包括聚光模组、跟踪支架、换热器单元、跟踪控制部分，可实现太阳能综合利用，但该系统的聚光单元由一次聚光单元、二次聚光单元，且一次聚光单元采用复杂的曲面镜，其制造工艺复杂，长期使用，容易变形，产生很大的误差。中国专利CN201120070039.2公布了高倍聚光太阳能光伏光热复合发电系统，主要由聚光太阳能电池和半导体温差发电模块构成，有效地将聚光太阳能电池的余热转换为电能，但目前半导体温差电池转换效率、价格昂贵，很难大规模应用。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的在于克服上述现有相关聚光太阳能装置的缺陷，提供了一种热管式聚光光伏光热一体化热电联产装置，能够实现提高聚光发电系统的综合效率。

技术方案：采为解决上述技术问题，提供一种热管式聚光光伏光热一体化热电联产装置，该装置包括电池芯片(1)、热管(2)、冷凝管(3)、菲涅尔聚光镜(4)、防尘罩(5)、二次聚光漏斗(6)、温度传感器(7)、给水泵(8)、控制器(9)、水箱(10)；

电池芯片(1)使用导热胶粘贴在压制成扁平状的热管(2)的蒸发段，热管(2)的冷凝段安装在冷凝管(3)内，冷凝管(3)有冷却水进口和出口；防尘罩(5)的上开口安装菲涅尔聚光镜(4)，下开口安装电池芯片(1)，同时在电池芯片(1)上安装二次聚光漏斗(6)，电池芯片(1)的冷却水进口和下一个电池芯片(1)的冷却水出口连接，形成串联设计，根据设计要求，电池芯片(1)的冷却水进口也可以和下一个电池芯片(1)的冷却水进口连接，形成并联设计，最后的冷却水出口与水箱(10)连接，温度传感器安(7)安装在冷却水管道中，将检测的冷却水温度信号送给控制器(9)，控制器(9)根据温度信号与温度设定值，控制给水泵(8)的转速，进而控制冷却水的流速。温度传感器(7)检测冷却水的温度，控制器(9)控制给水泵(10)动作，控制冷却水的流量。

所述电池芯片是由高性能的砷化镓聚光电池构成，是将太阳能转换为电能的核心部件。

所述热管，本实用新型在普通的热管基础上进行改造，改造成扁平状，让电池芯片与热管蒸发段接触面积增大，提高传热效率，其蒸发段使用导热胶粘在光伏电池背板上，冷凝段安装在冷凝管内，当电池芯片产生热量时，热管内的工质开始蒸发，工质在热管的冷凝段将热能传递到冷却水中，将光伏电池中的通过热管快速、有效地传递至冷却水中。

所述菲涅尔聚光镜是用于聚焦太阳能，聚光镜的大小根据聚光比确定，若设计聚光比为500，则菲涅尔镜的有效面积为电池芯片的有效面积的500倍。菲涅尔聚光镜具有质量轻、成本低，非常实用于高倍聚光。

所述防尘罩是由廉价的塑料制成的，有效防止灰尘进入系统，落到电池芯片上，从而严重影响了光电、光热转换效率。