[发明专利]基于微热管的太阳能腔体式温差发电装置

说明书

本发明公开了一种基于微热管的太阳能腔体式温差发电装置，槽型抛物面聚光器与转动主轴转动连接，槽型抛物面聚光器以转动主轴为中心在竖直平面内转动，核心发电装置两端通过连接支架与槽型抛物面聚光器两侧连接，且核心发电装置位于槽型抛物面聚光器的抛物面内，辐照传感器安装在槽型抛物面聚光器侧面，控制器分别与辐照传感器和转动主轴控制连接，核心发电装置内的微热管、集热水箱和流量计依次通过输水铜管连通，形成循环。本发明利用选择性吸热涂层迅速将光伏电池的热量传递给温差电池，从而降低光伏板的温度，提高光伏发电效率，延长光伏电池使用寿命；同时利用废热发电，提高系统的发电效率，实现太阳能全光谱利用。

技术领域

本发明涉及基于微热管的太阳能腔体式温差发电装置，属于太阳能温差发电领域。

背景技术

地球储存的能源是人类社会赖以生存，以及社会技术发展的基础，在人类社会的发展中，对能源的需求越来越大。如今世界能源消费结构依然以石油、天然气等化石能源为主。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量，被普遍认为是理想的新能源。太阳向空间辐射的总功率高达 3.8×10^23kW，其中高达 1.8×10^14kW 的能量将会到达地球，其中大约60%的能量都将应用在地球上，也就是大约有 1.1×10^14kW的能量将到达地球表面。假设在这 1.1×10^14kW的能量中，仅仅有0.1%的能量按 10%的效率被利用，这些被利用的太阳能产生的功率超过世界总发电量（3.0×10^9kW）的4倍。充分利用太阳能对缓解能源危机和保护环境有着非常深远的意义。

太阳能的利用中太阳能光伏利用占很大一部分。然而，光伏电池的转化效率与自身的运行温度密切相关，效率会随着温度的上升而降低。相关研究表明：电池温度每上升1K，晶硅电池的光电转化效率就会下降约0.4％，非晶硅电池下降大约0.1％。另外，电池在达到其运行温度上限后，温度每上升10K，其老化速率将增加一倍。

温差发电是基于塞贝克效应的固态能量转换技术，具有结构简单，可靠性好的特点。塞贝克效应又被称为第一热电效应，指由两种不同的导电体或半导体的温度差引起两种物质电势差的热点现象。是一种新型绿色的能源利用方式，但同时温差发电技术也受到热电材料特性以及发电片优化问题的限制。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出了基于微热管的太阳能腔体式温差发电装置，通过在光伏电池背面及铜管侧面添加选择性吸收涂层，采取微热管阵列与温差发电片腔体式排列的形式，提高系统的能量转化效率以达到更高的能量和经济效益。

本发明中主要采用的技术方案为：

基于微热管的太阳能腔体式温差发电装置，所述装置包括槽型抛物面聚光器、核心发电装置、连接支架、转动主轴、控制器、辐照感应器、流量控制器、流量计、集热水箱和输水铜管；所述槽型抛物面聚光器与转动主轴转动连接，所述槽型抛物面聚光器以转动主轴为中心在竖直平面内转动，所述核心发电装置两端通过连接支架与槽型抛物面聚光器两侧连接，且所述核心发电装置位于槽型抛物面聚光器的抛物面内，所述辐照传感器安装在槽型抛物面聚光器侧面，所述控制器分别与辐照传感器和转动主轴控制连接，所述核心发电装置内的微热管、集热水箱和流量计依次通过输水铜管连通，形成循环，所述输水铜管上设有流量控制器。

优选地，所述核心发电装置包括两块光伏电池、选择性吸收涂层、若干温差电池和保温层，所述核心发电装置为正三棱柱结构，所述输水铜管呈正三角形缠绕设置，构成正三棱柱，呈正三棱柱结构的所述输水铜管包括三个外侧面，其中两个外侧面上均匀排布有若干温差电池，且所述输水铜管与温差电池中的微热管连通，另外一个外侧面上设有保温层，两块所述光伏电池分别与输水铜管两外侧面上的温差电池连接，两所述光伏电池内侧面以及输水铜管表面均涂覆有选择性吸收涂层，所述核心发电装置中设有光伏电池的两侧面分别与槽型抛物面聚光器相对安装，以便吸收反射光线。