[实用新型]全方向高效聚光太阳能水电一体化发电装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及太阳能发电、制热系统，具体是一种全方向高效聚光太阳能水电一体化发电装置。

背景技术

随着太阳能发电技术的不断普及推广，现有的大型太阳能发电系统一般是将若干只电池组件集排成一起，每只太阳能组件是采用几十片电池片串联输出直流低压，将若干只输出直流低压的电池组件串联后输出高压，通过并网逆变站或并网逆变房并网发电。这种集成式发电系统体积大，接线复杂，线损较大，采用独立或集中式并网系统，成本很大，安装维护不便，需要专人维护和管理，发电站建成后增容较困难。户型太阳能发电系统一般是将电池组件串联后安装于屋面上，但无法配套安装太阳光聚光装置和跟踪器，早中晚的太阳光得不到充分利用，发电效率低，每瓦发电成本很高；有的太阳能发电系统为了充分利用太阳光，是将若干只电池组件用支架成排连接后安装于平地上，并配套安装太阳光跟踪器，这种安装形式太阳光光照强度不够，发电效率仍然较低，而且采用太阳光跟踪器成本高，可靠性差，体积庞大，安装维护不便，不便于大规模推广，由于机械设备长期露天使用易出故障，一旦太阳光跟踪器失灵，整个太阳能发电系统基本处于瘫痪状态。为了提高太阳光光照强度，现有技术中也有采用聚光装置提高光强，但采用聚光器后太阳能电池组件随着光强的提高，温度也越来越高，一般采用铝散热板在自然状态下冷却，散热效果不明显，电池片的光衰随着温度的升高而加大，光电转换效率随温度升高而下降。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中占地面积大、发电效率低，使用太阳光跟踪器可靠性差、每瓦发电成本高、安装维护不便的缺陷，而提供一种全方向高效聚光太阳能水电一体化发电装置，采用整体结构的独立太阳能发电单元，通过聚光器将全方向的太阳光聚焦于若干只串联的电池片上，取消了太阳光跟踪器，大幅度提高光电转换效率，采用换热器交换的热水循环再利用，实现太阳能发电的水电一体化功能。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能水电一体化发电装置包括聚光器、太阳能发电单元、换热器，技术特点是太阳能发电单元包括若干只串联电池片和并网逆变电源，若干只电池片串联后形成的直流高压输出端与并网逆变电源输入端相连，将若干只串联电池片和并网逆变电源安装于同一换热器上，形成一个独立整体结构的太阳能发电单元，发电单元可以在任意位置将输出端与电网相连，接线简单，线损很小，安装维护方便，无需大型并网逆变站或并网逆变房，降低成本；若干只电池片上方设有由球形空腔透镜和聚光漏斗组成的聚光器，取消现有技术中普遍采用的太阳光跟踪器，使得若干只串联电池片均由同一聚光器聚光，大幅度提高太阳能发电量；所述换热器安装于水箱内上部，水箱中设有与换热器的进水管或出水管连接的温控水泵，或换热器的进水管或出水管上直接安装温控水泵，将发电单元产生的热量通过换热器传递到水箱中，发电单元的散热效果好，使发电单元光衰小，发电效率高，并能充分利用循环热水。

进一步地，由若干只“U”形或“S”形管串接成的散热管以及若干只铜管用铝浇铸成一体，制成平板式可安装并网逆变电源和若干只电池片的换热器，形成若干只铜管设于换热器的一边或多边，每只铜管的一端与水箱相通，另一端与散热管焊接不相通，保证了发电单元散热迅速。

由若干只太阳能水电一体化发电装置的太阳能发电单元的交流输出端与电网同相连接形成发电容量不等的太阳能发电站，由若干只太阳能水电一体化发电装置的水箱或换热器的出水管相连形成太阳能热水库，组站方便，可任意位置并网，占地面积小，发电效率高，便于家庭、工矿企业以及大规模电站等推广使用。

所述球形空腔透镜的球内面设有由若干只同一中心光线轴不同直径依次联接的环形棱角镜，所述环形棱角镜的一棱角边垂直于入光面，另一棱角边与入光面呈小于45°的夹角，且该棱角边的延长线与球形空腔透镜内腔底边相交。所述的球形空腔透镜是采用一级球形集光、二级折射散光、三级反射聚光的三级光折射原理，将不同方向入射的太阳光经球形空腔透镜的球面以聚集方式折射进入空腔透镜内，通过若干只环形棱角镜将聚集光线向球形空腔透镜内腔下方环周扩散，扩散光线通过聚光漏斗聚光，完成光线的集光、散光、聚光的多级折射过程，使全方向入射的太阳光经多级折射后始终聚集在若干只串联的电池片上，聚光面位置固定，不随太阳光的移动而移动，无需使用太阳光跟踪器，结构简单，安装维护方便，发电成本大幅度降低，光电转化效率大幅度提高。