[发明专利]喷雾冷却型碟式聚光发电供热系统

说明书

本发明公开了喷雾冷却型碟式聚光发电供热系统，包括碟式太阳能聚光器、冷却工质循环模块、喷雾冷却箱和光伏组件；冷却工质循环模块包括工质供应管路和工质回流系统，工质供应管路作为支架将喷雾冷却箱和其中的光伏组件支撑在碟式太阳能聚光器上，光伏组件位于碟式太阳能聚光器的焦点处，喷雾冷却箱顶部设有内混式喷嘴，形成喷雾为光伏电池降温，冷却工质混合液通过回流管流入工质回流系统，对冷却工质混合液进行降温、分解后再次输入工质供应段管路，实现冷却工质的循环利用；本系统中使用的碟式聚光器可以根本实际应用情况灵活调整聚光倍数，而且采用水和乙醇作为冷却工质，其配比可调，能循环利用，冷却效果好，经济效益强。

技术领域

本发明涉及一种太阳能应用领域，尤其是涉及一种喷雾冷却型碟式聚光发电供热系统。

背景技术

随着经济的快速发展，能源短缺情况与环境污染问题日益严重。太阳能是世界上最丰富、潜力最大，能解决能源危机和环境问题的主要无污染可再生能源之一，已被证明是一种很好的替代能源，并得到了广泛的应用。

光伏发电是目前太阳能转化最普遍、最商业化的技术，光伏发电主要运用光伏电池进行光能与电能的转换，但是光伏电池受环境因素影响很大，当温度升高时，光伏电池输出电压将下降，一般温度每升高1℃，电压值下降约2～3mV。对硅太阳电池多年的研究数据表明，单晶硅电池对温度上升反应十分明显，温度每提高1度，功率输出相对减少0.4％--0.5％，甚至达到0.73％--0.75％，多晶硅电池温度系数在一0.3％左右。相应的太阳电池效率同比下降。夏季情况下，一般太阳电池的输出功率将比标准状况低15％--30％。

因此，为了降低高温对光伏电池聚光转换效率的影响，需要通过一些物理手段对工作中的光伏电池进行持续降温，以此来提高聚光系统的综合效率。在现有技术中，大多采用循环水冷降温的方式对光伏电池降温，例如专利申请号为201120432938.2、专利申请号为201611171379.8中均明确了采用循环水冷方式进行降温，但是包括以上专利申请的现有技术中，均未提及用以进行冷却工质的具体类型及成分，只是笼统的给出了水冷降温的方案。但是在实际操作过程中，因为光伏电池在全天中所受到的光照程度并不恒定也不均匀，因此在不同时段，光伏电池的发热程度不一样，所需降温的强度也不一样，如果仅使用水这种单一成分进行物理降温，显然不能达到光伏电池的降温要求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出一种喷雾冷却型碟式聚光发电供热系统，该系统针对光伏组件在高温下转换效率低的问题，提出了运用水和乙醇两种冷却工质进行混合雾化后喷洒在光伏组件上进行降温的方案，水和乙醇可以任意比例混合使用，针对光伏组件不同发热状况可以适应性调整混合比例，灵活性高，不仅提高了聚光系统的综合效率，而且因其可得性高，可以循环利用，具有很强的经济效益。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：喷雾冷却型碟式聚光发电供热系统，包括碟式太阳能聚光器、冷却工质循环模块、喷雾冷却箱和光伏组件；所述冷却工质循环模块包括工质供应管路和工质回流系统，其中工质供应管路与喷雾冷却箱连通，并作为支架将光伏组件和喷雾冷却箱支撑在碟式太阳能聚光器上，所述光伏组件位于碟式太阳能聚光器的焦点位置，并置于喷雾冷却箱内，所述喷雾冷却箱内设有两个以上内混式喷嘴；所述工质供应段管路包括乙醇供应管、供水管和回流管，所述每个内混式喷嘴与乙醇供应管和供水管并联连接，内混式喷嘴对着光伏组件喷射冷却工质，使用后的冷却工质通过回流管流入工质回流系统，所述工质回流系统对冷却工质进行降温处理后将其重新分解为水和乙醇并再次输入工质供应段管路，实现冷却工质的循环利用。

进一步的，所述碟式太阳能聚光器包括底座、跟踪控制装置和碟式抛物面反射镜，所述跟踪控制系统安装在底座上方，碟式抛物面反射镜的背面，通过传递控制信号，随时根据太阳光强改变来调整整个系统的方位角和高度角，从而做到实时跟踪太阳方向；所述碟式抛物面反射镜由多个聚光片组成，聚光片采用金属反光材料，能够将入射的太阳光反射聚焦到光伏组件上。