[发明专利]磁纳米流体聚光式光伏热电联产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏热电联产装置，具体涉及一种磁纳米流体聚光式光伏热电联产装置。

背景技术

由于太阳能资源丰富，而现今社会要追求节约能源，因此，太阳能的开发利用具有极大的潜力。目前，太阳能的利用技术主要有光热转换、光伏发电等基本方式。然而，虽然光伏发电可以得到高品位的电能产品，但其主要问题是光电转换效率较低，使得造价成本较高，而且可利用的太阳光的光谱频段范围较窄，已有技术中的普通光伏电池的转换效率也只在10%-20%左右。对太阳能光热的利用主要集中在红外部分，而且转换效率相对较高。若是能对太阳光的全波段进行利用，将能够很大程度上太阳能的利用率。

传统的平板式PV/T（光电、光热一体化）系统由光伏电池组件模块供电，而光伏电池组件模块在工作过程中会产生大量热会影响光电的转化效率，由于光电转化效率会随温度的升高而降低，冷却工质便通过与光伏电池组件模块的换热，以达到降低板温和产生热工质的目的，这样，既提高了光电转化效率，又一定程度上满足了热负荷。但是，往往这种供热效果不尽人意，一般夏季热水温度可达到40-60℃，而冬季的水温仅有10-30℃左右，这样对太阳光能的利用率依然不能满足需求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种不仅结构简单，而且能提高太阳能利用率的磁纳米流体聚光式光伏热电联产装置，以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种磁纳米流体聚光式光伏热电联产装置，包括光伏电池组件模块，所述光伏电池组件模块由若干个呈矩阵式排布的光伏电池组件构成，还包括光伏电池组件冷却组件、光热组件和磁场调节组件；

所述光伏电池组件冷却组件包括第一联箱、第二联箱和呈蛇形状的冷却管，所述冷却管装在光伏电池组件模块的光伏电池组件的背面，第一联箱和第二联箱通过冷却管连通；

所述光伏电池组件模块的背面还设有保温层，所述冷却管设置在保温层内；

所述光热组件包括循环泵、换热器、多个呈透明状的集热管、以及若干个匀光体、菲涅尔透镜和框架，所述匀光体是多棱透镜，且多棱透镜的上表面的面积大于其底部面积；

所述多个集热管分开且平行设置在光伏电池组件模块每行的光伏电池组件的正面，若干个匀光体分别固定连接在相应的集热管的正面，且每一个匀光体均位于相应的光伏电池组件的正面方向，所述框架间隔一定距离地设置在匀光体的正面方向，所述菲涅尔透镜在框架上呈矩阵式布置，且每一个匀光体正面方向均有一个菲涅尔透镜；

所述循环泵的出口与换热器的进口相连通，换热器的出口与冷却管的进口相连通，冷却管的出口与第一联箱的进口相连通，每个集热管的一端均与第一联箱的出口相连通，每个集热管的另一端均与第二联箱的进口相连通，第二联箱的出口与循环泵的进口相连通；

所述磁场调节组件包括蛇形磁铁和缠绕在蛇形磁铁臂上的线圈，相邻的两个磁铁臂之间均有一个集热管，蛇形磁铁与多个集热管处于在同一平面上；

所述第一联箱、冷却管、第二联箱、集热管、换热器和循环泵内均有纳米流体。

在上述技术方案中，所述纳米流体是 Fe₃O₄、或者是TiO₂、或者是壳芯式结构的纳米颗粒，所述壳芯式结构的纳米颗粒的外壳是SiO₂、而内芯是Fe₃O₄、或者是TiO₂、或者是Ni、或者是Co。

在上述技术方案中，所述冷却管通过导热胶粘在光伏电池组件的背面，所述冷却管背面有保温层，所述保温层是聚苯乙烯泡沫塑料、或者是石棉、或者是聚氨酯材料制成的板。

在上述技术方案中，所述光伏电池组件的背面还设有隔板，所述隔板连接在保温层的背离光伏电池组件背面的一侧。

在上述技术方案中，所述第一联箱和第二联箱分别位于光伏电池组件模块的两侧，所述框架与匀光体之间的间隔距离控制在10mm～50mm范围内。

在上述技术方案中，还包括左右安装架，所述框架的两端分别架设在左右安装架上，且框架与匀光体之间的间隔距离控制在10mm～50mm范围内。

在上述技术方案中，所述线圈与可调电源电连接。

在上述技术方案中，所述换热器包括注有换热介质的箱体和换热管，换热管大部分位于箱体内，所述换热器的进口和出口分别是换热管的两端且露在箱体外，所述换热管是蛇形管或者是盘管。

本发明所具有的积极效果是：由于采用本发明的联产装置后，本发明具有的优点为，