[发明专利]喷雾冷却型菲涅尔聚光热电联供系统

说明书

本发明公开了喷雾冷却型菲涅尔聚光热电联供系统，包括匀光收集器、喷雾冷却模块和光伏组件；匀光收集器形状近似于椭圆抛物面形,包括菲涅尔透镜、凸透镜和匀光器，凸透镜环绕安装在椭圆抛物面侧壁上，菲涅尔透镜安装在椭圆抛物面的敞口处，匀光器设置在椭圆抛物面底部，对收集的光线进行整形；喷雾冷却模块包括喷雾冷却室和冷却工质循环管路，光伏组件与用电设备连接，一面与匀光器相对，接收来自匀光收集器的光线，另一面位于喷雾冷却室中，冷却工质循环管路向喷雾冷却室中输送冷却工质对光伏组件进行冷却。本系统采用菲涅尔透镜聚光，节约了材料和空间，提高了聚光的效率和聚光的均匀性，此外采用的喷雾冷却器散热能力更显著更灵活，能够提供各领域所需的热能和电能。

技术领域

本发明涉及一种太阳能应用领域，尤其涉及一种喷雾冷却型菲涅尔聚光热电联供系统。

背景技术

随着经济的快速发展，能源短缺和环境污染日益严重，太阳能是世界上最丰富、潜力最大、无污染的，能解决能源危机和环境问题的主要可再生能源之一，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，但光伏电池在高温下效率明显下降，为保证光伏电池的工作效率，需对光伏电池的冷却效率进行改进。

太阳能聚光光伏发电技术，是利用光学聚光组件提高入射到太阳能电池表面的光能量密度，可以减少系统中昂贵太阳能电池的使用，并可大幅度提高系统整体转换效率，是降低发电成本提高发电效率的有效途径。传统的太阳能聚光器大多数依靠一个抛物面型的反射镜进行反射聚光，这种反射镜不仅造价比较高，而且占地面积也比较大，使用起来还存在聚光器光污染环境的现象，因此并不是一种值得推广的理想的聚光器。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种喷雾冷却型菲涅尔聚光热电联供系统，其技术方案如下：

喷雾冷却型菲涅尔聚光热电联供系统，包括匀光收集器、喷雾冷却模块和光伏组件；所述匀光收集器形状近似于椭圆抛物面形，包括菲涅尔透镜、凸透镜和匀光器，所述凸透镜环绕安装在椭圆抛物面侧壁上，菲涅尔透镜安装在椭圆抛物面的敞口处，用于收集光线，匀光器设置在椭圆抛物面底部，对收集的光线进行整形；所述喷雾冷却模块包括喷雾冷却室和冷却工质循环管路，所述光伏组件与用电设备连接，向其供电，光伏组件一面与匀光器相对，接收来自匀光收集器的光线，另一面位于所述喷雾冷却室中，冷却工质循环管路向喷雾冷却室中输送冷却工质，冷却工质对喷雾冷却室中的光伏组件进行冷却。

进一步的，所述冷却工质为氧化铜-乙二醇纳米流体，将氧化铜纳米颗粒与乙二醇液体直接混合形成氧化铜-乙二醇纳米流体，氧化铜-乙二醇纳米流体具有高导热性，且能够循环使用。

进一步的，所述喷雾冷却室中设有喷嘴，所述喷嘴为内混式喷嘴。

进一步的，所述内混式喷嘴结构为两个套叠的管道，内管为分散剂进入管，外管为纳米流体进入管，内管中部向外凸出，形成一个混合腔，内混式喷嘴沿液流方向的末端为喷口，所述内外管之间在喷口处封闭，混合腔与喷口贯通，喷口向外呈喇叭口形状，混合腔与外管之间设有流体孔和调节阀，混合完成的冷却工质通过喷口向光伏组件喷射进行降温。

进一步的，纳米流体通过纳米流体管道进入喷雾冷却室，分散剂通过分散剂管道进入喷雾冷却室，所述纳米流体管道和分散剂管道上均装有截止阀、过滤器和流量计。

进一步的，所述喷雾冷却室内设有至少一个内混式喷嘴，每个内混式喷嘴分别与纳米流体管道和分散剂管道连接，纳米流体和分散剂同步输入内混式喷嘴中。

进一步的，所述菲涅尔透镜包括两个以上同心的环带透镜，所述环带透镜的齿距从中心到四周逐渐减小，每个环带透镜的齿高相等，每个环带透镜能独立聚焦形成一个环带散焦，对所述多个环带透镜的齿距、齿高、曲率和圆锥系数进行设定，使多个环带透镜的环带散焦叠加在匀光器处。