[发明专利]基于线性菲涅尔透镜的三棱式集热发电综合系统

说明书

本发明公开了一种基于线性菲涅尔透镜的三棱式集热发电综合系统，包括集热管、角度旋转平台和太阳能自动跟踪器，角度旋转平台固定有一角度可调的支撑架上；集热管的两端与支撑架固定，集热管的下方固定有N个三棱柱，三棱柱的三个侧面上分别设有反光镜、薄膜电池和多晶硅电池，三棱柱可以转动；太阳能自动跟踪器控制角度旋转平台的旋转、N个三棱柱的转动和后部杆件的升降。太阳光可通过三棱柱的反射面聚集在集热管上，并可通过太阳能自动跟踪器进行太阳能跟踪，可实时检测到吸收太阳能的最佳角度并自动调整，保证照射到三棱柱面的光全部集聚到集热管上，本发明结构简单，克服了现有的菲涅尔装置的功能单一，对太阳能的利用效率低等不足。

技术领域

本装置涉及了将太阳能转换为电能和热能的技术以及自动追踪太阳技术，具体表现为利用支架进行旋转已到达初步追踪太阳的目的，三棱柱结构其中的两面利用光电技术将太阳能转化为电能，剩下的工作面利用菲涅尔效应将光能转化为热能，集中在集热管上。

背景技术

相对于其他可再生能源，太阳能源具有资源分布广泛，开发利用便捷，使用过程无污染等明显优势。因此，加快推广应用太阳能源显得极其重要。但是，由于太阳能的能流密度很低，且受到昼夜、天气、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制，太阳能源的使用效率并不理想。因此，针对该现状，提出将光热光电综合利用。而且现阶段我国对太阳能源的使用水平较低。即利用太阳能时，没有保证工作时刻的工作状态最优。造成了使用效率低，造成了太阳能能源的浪费，作用面比较窄，不能适应多变的环境。

中国实用新型授权号为CN 207265898U的实用新型公开了一种菲涅尔聚光热发电装置。具体工作原理是菲涅尔透镜设置在半导体温差发电装置上部，阳光经过菲涅尔透镜后聚焦在半导体温差发电装置受热面。半导体温差发电装置包括倾斜温差发电片和平置温差发电片，平置温差发电片的两端分别拼接有倾斜温差发电片，半导体温差发电装置的散热面与散热装置的上表面紧密接触，散热装置的下部设置在冷却介质中，倾斜温差发电片和平置温差发电片排布成凹陷的弧形，从而使得在一天之中，无论太阳的高度角和方位角如何变化，太阳光通过菲涅尔透镜产生的光斑总会落在涂有太阳光吸热涂料的半导体温差发电片受热面，使得受热面的温度上升，提高半导体温差发电片的冷热两端的温差值，可以提高产生的电量。虽然将吸收太阳能转换为热能，但最大的不足就是无法适应多种环境，一旦出现阴雨天，此系统的工作效率将变得极低，且占用空间较大，对无法实现大规模民用推广。

中国实用新型授权号为CN207350942U的专利文献中公开了太阳追踪系统和线性菲涅尔反射光热装置。该太阳追踪系统包括基座和相对基座俯仰摆动的支撑架，支撑架的相对两侧分别设有第一液箱和第二液箱，第一液箱和第二液箱之间连接有连通管和连通泵，用于第一液箱、第二液箱内的液体相互流通，第一液箱、第二液箱内的液重变化产生力矩和支撑架及其支撑物的重心力矩平衡使支撑架的转向发生变化。本实用新型提供的太阳追踪系统，通过支撑架两侧的第一液箱、第二液箱内的液重变化产生力矩平衡使支撑架的朝向发生变化，实现太阳追踪功能；第一液箱、第二液箱内的液体相互流通、循环流动。该技术方案虽然利用单纯的力矩平衡来实现复杂巡天系统的功能，但无法适应多种环境的影响。

综上所述，现在所公开发表的涉及菲涅尔聚光热发电的文章或者已成型的实物都有较为成熟的技术，但都没有解决多种环境、多种天气情况下由于气温变化及光照变化所造成的太阳能的浪费问题。并且，大多数装置都具有占地面积较大的缺点，不适合大面积民用推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的菲涅尔装置的功能单一，对太阳能的利用效率低等不足。提供了一种结构简单可高效率吸收太阳光集热产电的装置，同时可调整一定的角度保证照射到三棱柱面的光全部集聚到集热管上，除此外在系统中安装有太阳能自动跟踪器，可实时检测到吸收太阳能的最佳角度并自动调整。保证光的高效率利用。