[实用新型]一种光伏光热一体化太阳能塔

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能塔，具体涉及一种光伏光热一体化太阳能塔。

背景技术

能源转型是全球能源发展的趋势。能源“十三五”规划明确指出推动能源生产与消费变革，优化布局化石能源、新能源、可再生资源多元资源供应体系。当前，以新能源为支点的能源体系转型正加速变革，新能源发展已上升到国家战略高度，成为我国能源生产与消费革命的发展方向。

“十三五”提出的能源结构优化升级战略将继续推进太阳能发电的发展。光伏组件是光伏发电的核心部件，是光伏发电系统的重要组成部分。其作用是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。据报道，目前所有产业化应用的太阳能电池种类中，单晶硅电池太阳能组件的光电转换效率最高，也仅仅接近24%。这是由于太阳光辐射导致晶硅电池产生光生伏特效应的有效波长约为400~1100nm，而大部分光能转换产生热能。这一部分热能非但无法提高光电转换效率造成能量浪费，而且会降低太阳能光伏组件的发电转换效率。因此，充分利用太阳光能有助于整个系统在特定面积内对太阳光的综合利用率。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种光伏光热一体化太阳能塔，既能利用光伏发电，又能利用光热发电，在不增加占地面积的基础上，提高太阳能的综合利用率。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下 ：一种光伏光热一体化太阳能塔，包括集热棚，设置在集热棚中心向上延伸的塔筒，设置在塔筒内下部区域的发电机及涡轮机，所述涡轮机安装于所述发电机的下方，其中：

所述集热棚为平顶椎体结构，由透明光伏组件相互拼接而成，其下方通过支撑柱进行支撑，使得集热棚距离地面一定高度以形成集热区，所述集热区内设置有通过水管相互连通的冷水池及热水池；

所述透明光伏组件由上至下依次为高透光玻璃，流道空腔，高导热玻璃，EVA胶膜，电池片，EVA胶膜，真空玻璃，其中流道空腔内设置有多条平行的流道，拼接时相邻光伏组件的流道相互连通，且所述流道在集热棚一侧汇总形成进水口与冷水池连通，在另一侧汇总成出水口与热水池连通，冷水池内的冷却水从进水口进入透明光伏组件，电池片以及光照产生的热量对冷却水加热形成热水送入热水池，实现能量互换。

所述冷水池上设有盖板，在冷水池内形成密闭隔热空间，防止外部热量对池内冷水进行加热，所述热水池上也设有盖板，在热水池内形成可控密闭隔热空间，防止热量损耗。

所述热水池的离地高度高于冷水池的离地高度，使得热水池内的水通过自身重力作用流入冷水池，以保证水资源循环使用。

所述塔筒为具有上下贯穿通道的压力管。

本实用新型所揭示的一体化太阳能塔，其中照射在透明光伏组件上的太阳光，将部分（波长在400~1100nm的太阳光）太阳光转换成了电能，同时部分太阳光照射入集热区，对集热区内部的空气进行加热，加热后的热空气上升，连同集热棚外部的热空气沿着集热棚内壁进入塔筒，推动涡轮机带动电动机转动产生电能。此外电池片吸收的另一部分太阳光产生大量的热量（这个热量的存在会降低光伏组件的发电效率），通过水泵将冷水池内的冷却水送入光伏组件内部沿着电池片表面定向流动，冷却水降低了电池片的表面温度，提高了光伏组件的发电效率。给电池片降温的同时，热量将冷却水加热形成热水（能量转换），加热后的热水进入热水池内进行热量存储，在夜间没有太阳光照射时，将热水池内的热量和土壤吸收的热量释放到集热区内，对空气进行继续加热，通过集热棚内部空气与塔筒内部空气的温度差以及集热棚外部空气与塔筒内部空气的温度差形成空气密度差，使得热空气沿着集热棚内壁继续向上运动以推动涡轮机转动，从而使得发电机产生电能，该太阳能塔能采用光伏光热共同运行模式，实现24h发电运行。

透明光伏组件上设置的通道可以实现冷却水的流动，对电池片的温度进行监督，透明光伏组件的底层玻璃采用真空玻璃，可以起到隔热作用，避免集热区的热量再次传导送入光伏组件内，对电池片的效率进行影响，此外透明光伏组件中采用高导热玻璃，可以引导电池片产生的热量上行，进入流道空腔内，进而被冷却水高效存储，同时高透热玻璃可以保证阳光的透过，以保障光伏发电的效率。