[发明专利]两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统

说明书

本发明公开了一种两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统，包括方位高度双轴跟踪装置、聚光器、支撑机架、光电光热腔体接收器、光热腔体接收器和控制系统；所述的支撑机架的一端与聚光器固定连接，光电光热腔体接收器、光热腔体接收器安装在支撑机架上；所述的支撑机架靠近聚光器处与方位高度双轴跟踪装置固定连接；方位高度双轴跟踪装置与控制系统连接，能够实现聚光器实时跟踪太阳位置；聚光器包括外环反射镜和内环反射镜，内环反射镜和外环反射镜分别将太阳光分别聚焦到光电光热腔体接收器和光热腔体接收器内。本发明通过将太阳能电池阵列布置在腔体接收器内部，提升了聚光光伏光热系统的光学效率和热效率；本发明增加了专门的光热腔体接收器用于提升流出工质的温度，扩大了聚光光伏/光热太阳能综合利用系统的热利用领域。

技术领域

本发明属于太阳能热电综合利用领域，特别涉及一种两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统。

背景技术

当前，鉴于化石能源短缺和环境污染的双重压力，人们对清洁的可再生能源利用技术产生极大兴趣。太阳能是清洁环保、储量巨大和分布广泛的可再生能源，开发和利用太阳能进行发电是实现人类可持续发展的重要途径之一。我国是太阳能资源十分丰富的国家之一，太阳能的开发与利用具有巨大的潜力。聚光型光热光电综合利用技术（CPVT）将聚光技术与光热光电技术相结合，不仅可以通过提高光伏电池表面的辐射强度使光伏电池的输出电功率增加，而且能有效的减少光伏电池的使用面积以降低其成本，另外还可以回收热能，有效的提升系统的能量利用效率。

传统的CPVT系统通常采用复合抛物面聚光器、菲涅尔聚光器或碟式聚光器将太阳光聚集在接收器)太阳能电池)的表面，接收器一般是平面的开放式结构，所以存在光学损失和热损失大的问题。另外一方面，CPVT系统的供热来自于太阳能电池的冷却换热能，其供热温度受到电池工作温度的限制，最高在80℃左右，其热能品位低，限制了应用领域。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够提高聚光光伏光热系统的光学效率和热效率，且能结合腔体接收器的高光学效率和低热损失的优点，将光电光热接收器的输出热工质进一步的加热去提升其热能品质，从而有效的将CPVT系统扩大至中高温热应用领域的两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统。

本发明采用的技术方案是：一种两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统，包括方位高度双轴跟踪装置、聚光器、支撑机架、光电光热腔体接收器、光热腔体接收器和控制系统；所述的支撑机架的一端与聚光器固定连接，光电光热腔体接收器、光热腔体接收器安装在支撑机架上；所述的支撑机架靠近聚光器处与方位高度双轴跟踪装置固定连接；方位高度双轴跟踪装置与控制系统连接，能够实现聚光器实时跟踪太阳位置；聚光器包括外环反射镜和内环反射镜，内环反射镜和外环反射镜分别将太阳光分别均匀聚焦到光电光热腔体接收器和光热腔体接收器内。

上述的两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统中，所述的光电光热腔体接收器包括腔内板、太阳能电池、工质腔封板、环形管、射流冲击孔板和反射锥；所述的腔内板为一端开口的多边形腔体结构，腔内板的内壁面上均匀的布置有多组太阳能电池；所述的射流冲击孔板的截面为圆形，射流冲击孔板与腔内板组成了一个腔体空间，该腔体空间设有出口；所述的射流冲击孔板上对应于每个太阳能电池分别设有一个圆柱形通孔；射流冲击孔板上对应于每组太阳能电池分别设有一个工质腔封板，工质腔封板焊接在射流冲击孔板外侧，并与射流冲击孔板围成一工质流动通道；所述的工质腔封板上设有一个管口，且管口与环形管连通，所述的环形管设有一个用于工质流入的工质流入管；所述的反射锥固定安装在腔内板底部。

上述的两级腔体接收式聚光光伏/光热太阳能综合利用系统中，所述的光电光热腔体接收器还包括挡板和玻璃窗，所述挡板为一环形平板，安装在腔内板用于接收太阳光的开口端，所述的玻璃窗是一个圆形平面结构，安装在挡板的圆形通孔处。