[实用新型]一种太阳能热电联产装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种太阳能热电联产装置。

背景技术

随着经济社会的不断发展，能源需求与日俱增，化石能源存在污染日益严重且不可再生的问题，发展清洁可再生的能源势在必行。太阳能储量丰富，是一种环保清洁的可再生能源，具有资源充足、长寿、分布广泛、安全、清洁、技术可靠等优点。我国幅员广大，有着丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地每年接受太阳能辐射能约50×10¹⁵MJ，全国太阳能辐射总量约为3350～8370MJ/m²，中值为5860MJ/m²。因此，开发利用太阳能对我国今后的能源发展有着十分重要的意义。

我国开发利用太阳能已有几十年的历史，特别是太阳能热水器已成为世界上生产和销售的第一大国，截止2013年底，我国光伏电站装机容量已达16.5GW，光伏电池的产量也达到世界产量的一半。尽管如此，太阳能的热电联产装置却十分稀少。所谓太阳能热电联产，就是利用太阳能同时发电和供热，提高太阳能的利用效率，降低成本，且使用范围更广，是一种更为高效的大规模太阳能利用技术，该技术的推广将对节能减排、保护环境有着十分重要的意义。

现有技术方案中，也有太阳能热电联产的装置。申请号为200810117063.X的发明专利“高效低成本太阳能热电联产系统”，采用反射聚光器将太阳光汇聚于吸热滤光器，滤光器内腔中盛装热媒，吸收一部分太阳光能量，剩余的部分透射到光伏电池发电。该装置仅是光伏电池发电，另外，反射聚光焦点在吸热滤光器内，进入光伏电池时已经发散，电池的发电效率低。申请号为200710063481.0的发明专利“太阳能光电光热一体化聚集器”、申请号为201220068262.8的实用新型专利“太阳能光伏光热复合组件”以及申请号为201220090618.8的实用新型专利“一种光伏光热一体化组件”，三者的基本结构较为类似，均是在光伏电池的背面安装散热供热器，利用光伏电池本身的余热进行供热。申请号为201110103847.9的发明专利“太阳能光伏热电制热模块及光伏热电热水系统”、申请号为201010214752.X的发明专利“一种光热混合发电及热利用一体化的太阳能综合利用系统”，两者均是一种叠层式的结构，光伏电池、热电芯片组以及散热器三者层叠在一起，热电芯片利用光伏电池的余热发电，散热器则进一步利用余热供热。申请号为200880025371.8的发明专利“太阳能热电和太阳能热的热电联产”，是吸收太阳辐射传递给热电模块发电，热电模块的冷端热量进行供热。

这些现有的技术方案中，多采用层叠的技术方案，利用光伏电池板的余热进行发电或供热：(1)光伏电池背面安装散热器；(2)光伏电池背面安装热电芯片组，芯片组的冷端再安装散热器。这样的方式，受限于光伏电池本身的温度限制，余热的品质较低，供热温度一般不超过50℃，背面安装的热电芯片组由于温差过低，发电功率和效率均很低。申请号为200810117063.X的发明专利“高效低成本太阳能热电联产系统”，也采用了层叠方式，但散热供热器即文中所提到的吸热滤光器，是放置于光伏电池表面，但由于太阳光的反射聚光焦点在吸热滤光器内，进入光伏电池的光已经发散，发电效率低，此外，同样的原因，供热温度一般不超过50℃。申请号为200880025371.8的发明专利“太阳能热电和太阳能热的热电联产”，仅使用热电芯片组发电，而并未采用光伏电池，整体的发电效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种太阳能热电联产装置，采用分光的方式，将聚焦后的太阳光分割成两路，发电效率高，且整体的太阳能利用率高，此外，可以提供更高品质的热量，供热温度可以在100℃以内变化，扩大供热范围。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种太阳能热电联产装置，包括聚光透镜1和分光器2，太阳光经聚光透镜1后进入分光器2分为两路，一路入射至光伏电池3发电，另一路入射至热电模块5的热端实现温差发电，热电模块5的冷端安装散热供热器6，同时起到对热电模块5散热以及对外供热的作用。

所述聚光透镜1使用超白玻璃或透明塑料制作而成，聚光比在100和1000之间。

所述入射至光伏电池3的一路光主要包括可见光和波长在1.1微米以下的近红外光部分；另一路光为剩余波段，主要包括远红外和紫外部分，全部入射至热电模块5。

所述热电模块5采用单级热电芯片或多级级联的热电芯片组。