[实用新型]聚焦式光伏光热一体化供暖装置

说明书

本实用新型涉及聚焦式光伏光热一体化供暖装置，该装置包括聚光器模块、光伏电池模块、集热模块和保护模块；聚光器模块采用复合抛物面式聚光器，聚光器模块的对称轴与当地春分或秋分时太阳光线平行；所述光伏电池模块包括双玻光伏电池、第一柔性光伏电池和第二柔性光伏电池，所述集热模块包括大集热管和小集热管，所述双玻光伏电池的两端分别连接大集热管和小集热管，双玻光伏电池、大集热管和小集热管三者的中心对称面与聚光器模块的对称轴面重合，且双玻光伏电池位于聚光器模块的聚光点移动范围内；在大集热管的下表面贴有第一柔性光伏电池，在小集热管的上表面贴有第二柔性光伏电池。该装置结构简单，光能利用率高。

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏光热利用技术领域，具体涉及一种聚焦式光伏光热一体化供暖装置。

背景技术

随着人类社会的不断发展和延续，人们对能源的需求越来越大。现在普遍大量使用的能源会产生一定的污染，且这些能源不是取之不尽用之不竭的。而太阳能是一种清洁能源，地球上普遍存在，且长期存在，若能良好开发利用太阳能资源，能解决人类部分能源问题。

中国北方的城市冬天气温普遍偏低，取暖问题成为人们的大问题。现提倡的供暖设备中，以地源热泵和空气源热泵为主，二者工作过程类似，地源热泵系统主要分为三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统，地源热泵机组主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四部分组成，其中主要因压缩机的存在使得耗电量高，因热交换是在地下进行，必须打井进行热量传输，对场地要求高，占地面积大，且农村地区房屋结构大，地源热泵安装困难。空气源热泵机组的供热能力及其制热性能系数随室外温度的降低而降低，对于冬天温度低于零下25度的北方地区，空气源热泵并不能适用，光伏加空气源热泵同样不适合寒冷地区。除此之外的光伏发电加谷电蓄热及纯太阳能供暖方式，其经济性都不理想。因此，一种价格便宜、实用性高、无污染的取暖装置亟待研发。

近年来，我国太阳能聚光器发展迅速，不少学者设计聚光装置，如中国专利CN106247638A公开了一种具有槽式聚光器的太阳能热发电系统，但其为追踪式装置，设有转动机构，结构复杂，后期维护较困难。中国专利CN105716303B公开了一种太阳能光伏光热一体化集热系统，该系统夏季光伏板能吸收的太阳能有限，超出接收限度的能量不能转化，存在资源的浪费；冬季光伏板转化率较光热部件转化率有很大降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种聚焦式光伏光热一体化供暖装置，改善现有装置结构复杂，光能利用率低的问题，并为北方非集中供热区域，特别是农村居民采暖问题提供新装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下解决方案：

一种聚焦式光伏光热一体化供暖装置，其特征在于该装置包括聚光器模块、光伏电池模块、集热模块和保护模块；聚光器模块采用复合抛物面式聚光器，聚光器模块的对称轴与当地春分或秋分时太阳光线平行；所述光伏电池模块包括双玻光伏电池、第一柔性光伏电池和第二柔性光伏电池，所述集热模块包括大集热管和小集热管，所述双玻光伏电池的两端分别连接大集热管和小集热管，双玻光伏电池、大集热管和小集热管三者的中心对称面与聚光器模块的对称轴面重合，且双玻光伏电池位于聚光器模块的聚光点移动范围内；在大集热管的下表面贴有第一柔性光伏电池，在小集热管的上表面贴有第二柔性光伏电池；大集热管远离聚光器模块的抛物线最低点；在聚光器模块、光伏电池模块、集热模块外设置保护模块，该保护模块由三块透光玻璃及底座构成，所述聚光器模块的抛物线最低点连接底座，大集热管和小集热管均与外部谷电储热装置连接，光伏电池模块通过逆变器与外部电网连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1、该装置没有移动部件，保证聚光器模块安装时，其对称轴与当地春分或秋分时太阳光线平行，且将光伏电池模块及集热模块设置在聚光器模块的对称轴面上，实现聚光器较大角度的聚光，使得不同季节的太阳光线分别聚焦在光伏电池和集热管上，节约成本，便于安装和使用。