[发明专利]具有强制冷却功能的太阳能聚光发电系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，具体地说是一种具有强制冷却功能的、可超千倍光率的跟日太阳能聚光发电系统。

背景技术

近年来，利用太阳能并网发电技术获得了巨大发展。但是应该说这种发电系统的发电功率还比较低，远远不能适应日益增长的能源需求。众所周知，现有技术的太阳能电池发电，大部分是通过菲涅尔透镜或其他形式的聚光镜，将太阳光汇聚到电池芯片上进行的。聚光倍数越大，太阳能电池的发电效率就越高。也就是说，要最大限度地提高太阳能电池芯片的发电效率，就必须相应提高太阳能芯片的聚光倍数。然而，这种聚光太阳能发电，在倍率增加的同时，芯片的温度也随之增加，如果采用千倍聚光，芯片的温度可以达到1200度以上。在这种高温下如不采取有效的冷却措施，发电芯片都会被烧坏，提高太阳能发电芯片的发电效率就无从谈起。因此，比较有效的办法就是在增加聚光倍率的同时，尽量排除紫外、红外、辐射热等带来的高温。将发电芯片的温度控制在100度以下的范围，才能真正提高太阳能发电的效率。

发明内容

为了克服现有太阳能电池发电存在的不足，本发明提供了一种倍率高、散热效果好的具有强制冷却功能的太阳能聚光发电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种具有强制冷却功能的太阳能聚光发电系统，包括支撑架、与支撑架活动连接的支撑杆，支撑架与支撑杆的连接处设有轴承，支撑杆通过仰角调节轴连接一个带跟踪器、仰角调节装置、水平调节装置的系统外壳，主要是在系统外壳的顶面设有一块以上的聚光透镜，在底面设有一根以上灌有循环冷却剂的散热管，在散热管上通过绝缘导热胶连接与聚光透镜相对应的发电单元，发电单元之间通过发电芯片的正负极引出线进行串联或并联连接，系统外壳两侧设有带介质进口或介质出口并与各散热管相连的连通管，在介质进口和介质出口上设有介质连接管；在系统外壳的前后面及两侧设有用于散热的进风口和排风口，进风口和排风口内设有过滤网或过滤膜；所说发电单元设置在聚光透镜的下面，由发电芯片以及设置在发电芯片上面带介质腔体的聚光散热器组成，发电芯片通过绝缘导热胶粘结在散热管上，聚光散热器的周边及上面设有散热翅片，其上平面上还垂直设有两片互为垂直呈交叉十字形的挡片，介质腔体内盛有低沸点或高沸点醇类、烷类、醚类介质或它们的混合物，聚光散热器通光口的四壁设有高反光材料，聚光散热器底部与发电芯片之间设有一个材料为K9玻璃、耐高温树脂、石英等材料制成的透光率达到98～99％的高透光棱镜导光器；设置在封闭式外壳上的跟踪器、仰角调节装置和水平调节装置，进行系统跟日运动中的仰角和方向调节，当太阳偏离时，跟踪器分别向仰角电机和水平旋转电机发出信号，进行仰角调节和水平旋转，在时钟芯片的控制下，水平旋转以每小时15度的速度进行运行。

本发明的另一个技术方案是，所说聚光散热器也可以在其介质腔体上部设有出气管，下部设有回液管，它的出气管和回液管分别与设置在聚光散热器一侧的热交换箱内散热盘管的上口和下口连接，构成独立的热交换系统。

本发明与现有技术相比的优点，主要是在聚光倍率达到千倍以上时，利用倒置台形或锥台形结构的聚光散热器，在将光线高度收拢，提高发电效率的同时，对高倍率的太阳光进行散热；同时，利用实体高透光材料在保持高透光率的前提下，阻隔紫外、红外、辐射热带来的高温。当电池芯片的温度超过1200℃时，经过复合冷却系统的多重散热与冷却，就可以保证太阳能电池在低于100℃以下的温度环境中进行正常发电，解决了太阳能发电聚光倍率大与芯片温度高、寿命短、影响发电效果之间的矛盾及技术难题。同时，这种独立的发电系统，可以通过串联、并联等不同形式，组成所需电流和电压的阵列式、规模化太阳能聚光发电系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明散热管上发电单元排列的结构示意图；

图3是本发明发电单元结构示意图；

图4是本发明带热交换箱的发电单元结构示意图；

图5是本发明散热管上带热交换箱的发电单元排列结构示意图。