[发明专利]太阳能利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能应用领域，尤其是涉及一种太阳能利用装置。

背景技术

现在太阳能光伏电池多以单晶硅和多晶硅为主，其利用效率普遍为15％～18％，另一种光伏电池元件砷化镓可达到接近40％的光电转换效率，但砷化镓电池元件成本较高，需要高倍聚焦才能实现成本合理化，现有砷化镓光伏发电装置多为分散的聚光箱方式，每个砷化镓光伏电池元件对应一个聚光透镜或者聚光反射镜，为保证聚光光斑在允许的跟踪误差下照射在电池元件上，通常电池元件尺寸要大于光斑尺寸，但电池元件大于光斑尺寸的部分却未起到光电转换的作用，从而大幅度浪费了昂贵的电池元件，另外砷化镓电池元件上未被转换成电能的太阳能被散热器直接耗散在空气中，无法对不集中热能有效利用，也造成了资源的浪费，导致对太阳能的电、热利用效率不高。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明实施方式的目的是提供一种太阳能利用装置，在保证高的光电转换效率情况下，充分吸收残余热能，并同时解决光伏电池元件散热问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种太阳能利用装置，该装置包括：

追日架、集光器、抛物面反射镜和冷却装置；其中，

所述抛物面反射镜设置所述追日架上；

所述集光器设置在所述抛物面反射镜的反射光汇聚处，所述集光器设置多个光伏电池元件的一面朝向所述抛物面反射镜的光反射面；

所述集光器的冷却管与所述冷却装置连接。

上述装置中，所述集光器设置的多个光伏电池元件按以下方式设置在所述集光器上：

多个光伏电池元件按密集矩阵式排列设置在所述集光器上，相邻光伏电池元件之间的间距小于3mm。

上述装置中，所述集光器还包括：

保护罩、保护电路和换热支撑件；其中，

所述多个光伏电池元件排列设置在所述换热支撑件的一个支撑面上，所述多个光伏电池元件设置在所述保护罩内；所述多个光伏电池元件与所述保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路；

所述冷却管设置在所述换热支撑件本体内。

上述装置中，所述多个光伏电池元件与所述保护电路通过以下方式电连接构成光伏电池矩阵电路：

多个光伏电池元件通过换热支撑件的支撑面表面设置的导电层形成的导电线路与所述保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路；或者，多个光伏电池元件通过换热支撑件的支撑面之间设置的导线形成的导电线路与所述保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路。

上述装置中，所述换热支撑件具体包括：支撑件本体和导电层；其中，

由导热材料制成的所述支撑件本体外表面设有至少一个支撑面，其中至少一个支撑面的表面设置所述导电层，所述导电层与所述支撑件本体之间保持绝缘；

所述支撑件本体内设有安装冷却管的散热孔。

上述装置中，所述支撑件本体外表面还设有至少一个接触配合面，所述接触配合面为平直面、曲面或异型面。

上述装置中，所述散热孔为设置在所述支撑件本体上的至少一个通孔或盲孔；

或者，所述散热孔为至少两个，其中包括至少一个设置在所述支撑件本体上的通孔，以及包括至少一个设置在所述支撑件本体上的盲孔。

上述装置中，所述导电层为导电材料固定覆盖在所述支撑面的表面形成的导电层。

上述装置中，所述制成支撑件本体的导热材料采用绝缘导热材料(如含氧化铝陶瓷或玻璃或氮化硼的绝缘导热材料)；

或者，所述支撑件本体采用导热的金属材料制成，在其支撑面表面覆盖导热绝缘层。

上述装置中，所述支撑件本体为中空的三棱形结构，其中空部分为所述散热孔，三棱形结构的三个外表面中至少两个作为所述支撑面；

或者，所述支撑件本体为中空的方形结构，其中空部分为所述散热孔，四方形结构的四个外表面中两个间隔开并相对应的外表面作为所述支撑面；

所述支撑件本体为中空的五棱形结构，其中空部分为所述散热孔，五棱形结构的五个外表面中相临的两个外表面和与所述两个外表面间隔设置的一个外表面作为所述支撑面。

上述装置中，所述集光器还包括：

保护罩、保护电路和换热支撑件；其中，

所述换热支撑件为由多个中空五棱形结构的支撑件本体相邻设置并固定连接后形成的顶端为瓦棱型支撑面，底端为平直支撑面的结构；