[实用新型]一种光伏和光热一体化的碟式发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电设备领域，特别是一种光伏和光热一体化的碟式发电装置。

背景技术

碟式光热发电系统是一种独立发电的小型光热发电系统，该系统由反射镜面、支撑结构、立柱、驱动设备、接收器、发电设备(如斯特林机)组成，如公开号为CN201739107U名称为碟式太阳能-热气机热发电装置的中国实用新型专利公开了一种碟式太阳能-热气机热发电装置，包括太阳能碟式聚光器(2)，所述太阳能碟式聚光器(2)的底部设有太阳能跟踪机构，所述太阳能跟踪机构包括支撑塔架(4)和支撑塔架(4)底部的多个脚轮(5)，所述太阳能碟式聚光器(2)与所述支撑塔架(4)之间设有聚光器自动关闭装置(6)，所述自动关闭装置(6)包括一套基于温度传感器和光线传感器的控制系统；还包括一斯特林热气机和一发电机，所述斯特林热气机(1)包括由热腔(9)和冷腔(11)构成的气缸本体，所述热腔(9)的外表面涂覆有高热吸收率的纳米材料涂层(8)，所述热腔(9)的端部设有斯特林热气机的集热端(7)，所述集热端(7)为翅片式结构，所述集热端(7)的位置与所述太阳能碟式聚光器(2)的聚焦位置重合。反射镜面是由许多小块的曲面镜子组成的抛物面，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到高温，驱动发电设备进行发电利用。

从制造业角度看，碟式光热发电系统的技术较为成熟，但由于成本原因，始终没法跟价格日益下降的光伏发电竞争，目前发展较为缓慢。因此，迫切需要寻求一种新方法，提高碟式发电系统的效率，以弥补成本过高的劣势，使得碟式发电系统经济性提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光伏和光热一体化的碟式发电系统，在传统碟式光热发电的基础上，增加了光伏发电，更为充分地利用太阳能全频谱的能量，从而提高了碟式系统的综合发电效率。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种光伏和光热一体化的碟式发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种光伏和光热一体化的碟式发电装置，包括立柱、支撑结构、驱动设备、接收器、发电设备、碟式曲面，碟式曲面设置有复合曲面，形状相同的复合曲面绕碟式曲面中心旋转分布，形状不同的复合曲面沿碟式曲面径向分布，所述复合曲面包括反射镜面和光伏电池，光伏电池包括过渡膜层、电池层、增透层，光伏电池底面设置过渡膜层，过渡膜层底面与反射镜面连接，过渡膜层顶面连接电池层，电池层顶面连接增透层。光伏发电利用的频谱是从紫外到近红外较狭窄的频段，中远红外的波段都无法利用，而光热发电则可以将这部分频谱的能量用上，反射至接收器吸收，因此使用由反射镜面和光伏电池组成的特殊的光伏电池-反射层复合反射面替代现有装置中的反射镜面，通过光伏电池和现有发电设备同时输出电能，提高对太阳能频谱的综合利用率；增透层设置于光伏电池表面，起保护和增加光线透视的作用；太阳辐射穿过增透层后，照射在电池层上，电池层吸收了从紫外到近红外之间频谱的部分能量，产生电动势，实现电能输出；过渡膜层起着增加电池层和反射镜面之间附着力的作用；复合曲面的摆放设计需同时兼顾光伏发电与对太阳光反射，由此一个碟式曲面上，等距离的则使用形状相同的复合曲面，即不随角向变化，距离不等的使用形状不同的复合曲面组成扇形。

进一步的，所述形状相同的复合曲面在垂直于碟式曲面的法向平面上的投影面积均相同。在确保反射光大部分进入接收器的情况下，调整复合曲面的大小和角度，使得形状相同的复合曲面，在垂直于碟式抛物面的法向平面上的投影(即截光面积)大致相等，确保每一片输出的电流一致，以方便串联。

优选的，所述增透层为硬质膜，增透层的光学厚度为太阳辐射频谱峰值的四分之一波长。

优选的，所述反射镜面为曲面抛光铝。在中远红外频谱，铝的反射率与银相差无几，选用曲面抛光铝代替现有反射镜面，加工简单，生产成本降低。

优选的，所述光伏电池与另一碟式发电装置的光伏电池进行电连接，所述发电设备与另一碟式发电装置的发电设备进行电连接。由于光伏电池发的是直流电，发电装置发的是交流电，采用直流与直流连接和交流与交流连接的方式布置电路，方便收集电能，降低生产成本。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本实用新型通过在现有的碟式光热发电系统的基础上，使用的是特殊的光伏电池-反射层复合反射面替代原有的反射镜面，光伏电池和斯特林机同时输出电能，提高对太阳能频谱的综合利用率，从而提高了这个系统的经济性及市场竞争力。