[实用新型]一种光伏光热分频利用太阳能腔体接收器

说明书

本实用新型公开了一种光伏光热分频利用太阳能腔体接收器，包括光伏发电模块、液冷系统、二次聚光器、螺旋盘绕而成的吸热盘管；该光伏发电模块由若干个能透射红外但吸收可见光的光伏电池、石英玻璃材料的盖板和底板组成；底板上表面设有若干凹槽，盖板与底板的上表面贴合密封使该凹槽成为流道；光伏电池阵列布置在该流道中，并通过导线依次串联连接对外供电；液冷系统的工质进出口两端分别与光伏发电模块中流道的进出口连通，形成闭式流动回路冷却光伏电池。本实用新型结构简单、运行安全可靠，能通过光伏电池吸收可见光产生电能，而透射的红外光谱被吸热盘管吸收并转化为工质热能，实现发电与供热的解耦，有效提升发电效率和供热温度。

技术领域

本实用新型属于太阳能聚光光伏光热综合利用领域，尤其是涉及一种光伏光热分频利用的太阳能腔体接收器。

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。聚光型光伏光热综合利用技术（CPVT）将聚光技术与光伏/光热技术相结合，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。然而，传统的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，一般最高在80℃左右，其热能品位低，限制了热能的应用领域；而且传统CPVT系统中光伏电池通常是粘贴在导热效果好的铝板或铜板表面，这也就使得用于光伏发电的可见光和产生热能的红外光谱均被同时同空间位置吸收，这也是导致电池温度过高的主要原因之一。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、安全可靠的光伏光热分频利用太阳能腔体接收器；它能将太阳光谱进行分离使其分别用于光伏发电和供热，实现太阳能接收器既能输出电能，又能输出高品位的热能，发电与供热之间不再耦合约束。

本实用新型采用的技术方案是：一种光伏光热分频利用太阳能腔体接收器，包括光伏发电模块、冷却光伏发电模块的液冷系统、再次聚集太阳光的二次聚光器、螺旋盘绕成腔体来吸收太阳光的吸热盘管；所述的光伏发电模块由若干个能透射红外但吸收可见光的光伏电池、石英玻璃材料制造的盖板和底板组成；该底板的上表面设有若干凹槽，盖板与底板的上表面贴合密封使该凹槽成为流道，该流道的两端分别设有工质流入管和工质流出管；所述的光伏电池阵列布置在该流道中，并通过导线依次串联连接对外供电；所述的液冷系统的工质进出口两端分别与光伏发电模块的工质流入管和工质流出管连通，形成闭式流动回路冷却光伏电池；所述的二次聚光器的一端与光伏发电模块的底板平齐安装，而另一端与吸热盘管的上端平齐安装。

上述的光伏光热分频利用太阳能腔体接收器中，所述的底板的上表面的凹槽为来回折转形布置或竖直阵列形布置；当为来回折转形布置时，该凹槽的两端分别与工质流入管和工质流出管连通；当为竖直阵列形布置时，该若干凹槽的两端分别与其垂直布置的汇集槽连通，该两个汇集槽再分别与工质流入管和工质流出管连通。

上述的光伏光热分频利用太阳能腔体接收器中，还包括一端开口的并包裹吸热盘管和二次聚光器的壳体、保温体和石英窗；光伏发电模块安装在壳体的开口位置并进行密封；所述的壳体与吸热盘管、二次聚光器的间隙中填充有隔热材料制造的保温体；石英窗固定在二次聚光器与吸热盘管的交界位置。

上述的光伏光热分频利用太阳能腔体接收器中，所述的二次聚光器的反射表面是一端口径大而另一端口径小的圆锥曲面、椭圆曲面或复合抛物曲面，该口径大的一端与光伏发电模块的底板平齐安装，而口径小的一端与吸热盘管的上端平齐安装。

上述的光伏光热分频利用太阳能腔体接收器中，所述的液冷系统包括储液罐、电动泵和换热器；该电动泵的工质出口与光伏发电模块的工质流入管连通，光伏发电模块的工质流出管与换热器内蛇形管的一端连通，蛇形管的另一端与储液罐连通，储液罐与电动泵的工质进口连通；该储液罐中的冷却工质为5g/L的硫酸钴溶液、蒸馏水、乙醇、惰性硅油等对太阳光吸收能力较弱的液体。