[实用新型]基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能发电技术领域，具体涉及基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统。

背景技术

传统太阳能光伏发电在利用率上较低，光电转化效率为10％-20％,其它大部分能量以热能形式散失。直接采用单晶硅发电的太阳能利用效率较低，而且太阳能电池板的成本较高。

与独立的光伏发电和热利用相比，太阳能光伏光热一体化PV/T(Photovoltaic Thermal，光电/光热)系统具有相对较高的综合利用率。采用聚光太阳能光伏发电技术可以降低发电成本，提高系统的热电综合能量利用效率。但聚光条件下会使电池温度升高，一定程度上降低电池光电转换效率和电池使用寿命。

为了降低电池温度，目前常规的冷却方式有被动式自然冷却和主动式冷却，如水冷或强制风冷，上述冷却方式冷却效果差，会在电池表面形成比较大的温差，降低电池的光电转化效率。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统，包括支撑装置、PV/T模块、聚光模块和水循环模块；

所述支撑装置包括架体和支撑杆，所述支撑杆上端固定有万向节，所述聚光模块与所述万向节固定连接，所述支撑杆下端固定在所述架体上，所述PV/T模块放置在所述架体上且位于所述聚光模块下方；

所述PV/T模块，所述PV/T模块为光电/光热模块(Photovoltaic Thermal)，所述PV/T模块包括绝热纤维棉、玻璃外罩、太阳能电池板和分形换热器，所述分形换热器一端设有进水口，所述分形换热器另一端设有出水口，所述绝热纤维棉铺设在所述分形换热器底部，所述太阳能电池板放置在所述分形换热器上面，所述太阳能电池板和所述分形换热器通过导热胶连接，所述玻璃外罩罩在所述太阳能电池板上方；

所述水循环模块包括恒温水槽、智能水温控制器、进水管、出水管、流量计、第一压力表和第二压力表，所述智能水温控制器与所述恒温水槽连通，所述进水管一端与所述恒温水槽连通，所述进水管另一端与所述分形换热器的出水口连通，所述出水管一端与所述恒温水槽连通，所述出水管另一端与所述分形换热器的进水口连通，所述流量计和所述第一压力表设置在所述出水管上，所述第二压力表设置在所述进水管上。

优选地，还包括数据采集模块，所述数据采集模块包括数据采集仪、辐射测量仪和计算机，所述分形换热器上开设有测温孔，所述测温孔内插有热电偶，所述数据采集仪与所述计算机及所述热电偶通过导线电连接，所述辐射测量仪与所述太阳能电池板及所述数据采集仪通过导线电连接。

优选地，所述太阳能电池板外接一个电阻或灯泡。

优选地，所述聚光模块为复合抛物面聚光器或菲涅尔透镜。

本实用新型提供的基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统结构简单合理，将太阳能电池板与分形换热器相粘合，太阳能电池板上加封装玻璃外罩，将PV/T模块放置在太阳光下，一方面太阳能电池板不断吸收聚光模块的能量，温度升高；另一方面，分形换热器流通传热工质，使得分形换热器对太阳能电池板不断冷却，传热工质不断升温，使得太阳能电池板散热均匀。

该系统采用廉价的聚光材料取代昂贵的太阳能电池板来增大采光面积，同时结合分形换热器来为聚光后的高温太阳能电池板冷却，对冷却后的传热工质充分利用，提高了太阳能电池使用寿命、光能转换效率和电池散热均匀，为太阳能电池的普及应用创造了有利条件，该系统体积小、制造成本低、便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的基于分形换热器的聚光太阳能光电光热一体化系统的结构示意图；

图2为PV/T模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。