[实用新型]一种矩阵型聚光光伏光热一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热电联产系统，特别是一种用于矩阵型聚光光伏光热一体化装置，属于太阳能集热技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能光伏发电系统已经大规模建，但是光伏发电成本一直高居不下，制约其发展。聚光技术是利用廉价的镜面部分代替电池，从而降低光伏发电的成本。

聚光光伏系统是利用价廉的聚光镜部分代替高昂的电池，从而降低光伏发电系统成本。商业化的光伏电池的光电转换效率一般为5％～20％，换言之，近80％的太阳能没有得到合理利用，转化为热能，导致电池的温度升高，电池温度每升高1度，效率约下降0.5％。在聚光条件下，电池表面的太阳辐射强度是非聚光条件下的数倍、数十倍、甚至数百倍，电池的温度急剧上升，所以，聚光光伏系统中，电池的冷却装置是至关重要的。

自上世纪70年代，光伏光热一体化的出现，降低了电池的温度同时，也有效提高了太阳能的综合利用率。所谓的光伏光热一体化系统是一种集太阳能光伏发电与热利用为一体的太阳能集热器，简称PVT(Photovoltaic/Thermal Collector)。太阳照射在集热器的表面产生电能，热能从电池的冷却系统中获得。

聚光光伏光热一体化系统，简称c-PVT(Concentrator-type Photovoltaic/Thermal Collector)是集PVT与聚光装置为一体的系统，聚光装置可以提高电池表面的太阳辐射强度，增加PVT输出电功率和热功率

目前，已经有聚光光伏光热一体化装置被设计，但这些方案均存在一定的局限性。如中国专利CN102570910A公布了一种聚光光伏光热太阳能综合利用系统，包括聚光模组、跟踪支架、换热器单元、跟踪控制部分，可实现太阳能综合利用，但该系统的聚光单元由一次聚光单元、二次聚光单元，且一次聚光单元采用复杂的曲面镜，其制造工艺复杂，长期使用，容易变形，产生很大的误差。中国专利CN201120070039.2公布了高倍聚光太阳能光伏光热复合发电系统，主要由聚光太阳能电池和半导体温差发电模块构成，有效地将聚光太阳能电池的余热转换为电 能，但目前半导体温差电池转换效率、价格昂贵，很难大规模应用。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的在于克服上述现有相关聚光太阳能装置的缺陷，提供了一种能够实现提高聚光发电系统的综合效率，并有效地降低成本的矩阵型聚光光伏光热一体化装置。

技术方案：采为解决上述技术问题，提供一种矩阵型聚光光伏光热一体化装置，该装置包括

所述热管式接收器装置，热管式接收器主要由光伏电池、热管、集箱和辅助材料构成，光伏电池将太阳能转换为电能，热管将电池的热能传递至工质中，工质在热管的冷凝段将热能传递到冷却水中，将光伏电池中的通过热管快速、有效地传递至冷却水中；

所述热管，其蒸发段使用导热胶粘在光伏电池背板上，热管之间的间距为50mm，冷凝段安装在集箱中，并进行密封处理；冷却水从集箱的左侧进，右侧出。

聚光单元装置，将太阳光线反射到热管式接收器装置上，聚光单元由24面平面镜构成，按照表1和图5所示的安装角度和安装方法进行安装，平面镜的角度可有调整螺栓和调整螺母进行调节。

表1反射镜的安装角度

所述热管式接收器装置安装在聚光单元单元的焦点处。

太阳能跟踪装置，是由普通的二维跟踪装置构成，将聚光单元安装调试后，将其安装在太阳能跟踪装置上，完成系统的太阳能跟踪。

本实用新型的一种矩阵型聚光光伏光热一体化装置，利用廉价的平面镜实现中倍聚光，同时利用热管技术，一方面降低聚光电池的温度，另一方面实现了余热的利用，提高了系统的综合效率，更加有效地利用太阳能。

本实用新型未特别限定的技术均为现有技术。

有益效果： 

1)该装置基于平面镜反射原理，实现了太阳能中倍聚光的聚光系统。

2)该装置采用了发射镜面略大于接收器，跟踪精度要求低，有效地降低太阳能二维跟踪成本。

3)该装置利用热管技术，更加有效地回收系统的余热。

4)该装置利用热管技术，有效地解决了冷却系统的防冻、防腐蚀问题。

5)该装置结构简易，易于制作，有效解决了聚光太阳能高成本的问题，推广应用潜力大。

附图说明

图1是矩阵型聚光光伏光热一体化装置立体结构示意图；

其中：1是热管式接收器、2是聚光镜