[发明专利]一种太阳能碟式聚光分频利用系统

说明书

本发明公开一种太阳能碟式聚光分频利用系统，包括聚光单元、太阳能换换单元和移动单元，太阳光照射到反射镜上，经过反射镜反射后，反射光线射到分频器上，经过分频器分配的一部分光线射到光伏电池组件上，实现光能转换为电能，经过分频器分配的另外一部分光线射到光热化学反应器上，光热化学反应器内发生反应，生成燃料并储存；与此同时，移动单元为聚光单元和太阳能转化单元提供了稳定支撑，且方位角跟踪器和高度角跟踪器能够带动聚光单元和太阳能转化单元随太阳位置变换而移动，保证系统的正常运动。本发明利用碟式聚光将太阳能转换为电能的同时，利用光热化学反应器生成燃料，提升了太阳能品位，提高了太阳能利用效率。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种太阳能碟式聚光分频利用系统。

背景技术

碟式聚光系统在聚光比、集热效率、空间运用等方面优势突出，同时运行方式更为灵活，可单独使用也可大规模集成，适合建立分布式能源系统，特别是在油田、农村等一些偏远地区，具有更强的适应性。

但碟式聚光因其较高的聚光温度很难实现光伏利用，而现阶段常与碟式聚光搭配的斯特林热发电机体积和重量大，导致追日时系统能耗高，降低太阳能利用效率，同时会降低镜面利用率、系统平衡性和系统抗风性能。另外，碟式系统过高的聚光比会造成接收器局部过热，影响接收器的使用性能及寿命，而且该系统目前缺少有效的储能方式，浪费了部分吸收的太阳能。

因此，如何丰富碟式聚光系统的太阳能转换形式、提升聚焦光斑均匀性以及开发太阳能储能技术，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能碟式聚光分频利用系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高碟式聚光系统的太阳能利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种太阳能碟式聚光分频利用系统，包括聚光单元、太阳能转化单元和移动单元，其中，所述聚光单元包括反射镜，所述反射镜为旋转抛物面；所述太阳能转化单元包括分频器、光伏电池组件和光热化学反应器，所述反射镜反射太阳光得到的反射光线能够射入所述分频器，经过所述分频器分配的一部分反射光线射入所述光伏电池组件，经过所述分频器分配的其余反射光线射入所述光热化学反应器，入射的反射光线能够使所述光热化学反应器内物料发生反应生成燃料并储存；所述移动单元包括底座、方位角跟踪器和高度角跟踪器，所述方位角跟踪器可转动地设置于所述底座上，所述方位角跟踪器相对于所述底座的转动轴线平行于竖直方向，所述高度角跟踪器与所述方位角跟踪器铰接相连，所述高度角跟踪器相对于所述方位角跟踪器的转动轴线平行于水平面，所述聚光单元和所述太阳能转化单元均与所述高度角跟踪器相连。

优选地，所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为旋转抛物面且焦点重合，所述第一反射镜设置于所述第二反射镜的底部，所述第一反射镜具有第一通孔，所述分频器正对所述第一通孔设置，入射的太阳光顺次经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后，穿过所述第一通孔到达所述光热化学反应器。

优选地，所述太阳能转化单元还包括壳体，所述分频器、所述光伏电池组件和所述光热化学反应器均设置于所述壳体内，所述壳体具有第二通孔，所述第二通孔正对所述第一通孔设置，所述第二通孔的直径不小于所述第一通孔的直径，所述分频器正对所述第二通孔设置。

优选地，所述太阳能转化单元设置于所述聚光单元的底部，所述壳体利用支架与所述第一反射镜相连。

优选地，所述光热化学反应器连接有溶液入口和燃料出口，所述溶液入口与甲醇水溶液相连通，所述甲醇水溶液能够在所述光热化学反应器发生甲醇水蒸气重整反应，反应后的气体由所述燃料出口导出。

优选地，所述光热化学反应器与所述燃料出口之间设置冷凝器，所述冷凝器具有液体出口，所述液体出口利用溶液泵与所述光热化学反应器相连通。

优选地，所述分频器与所述光伏电池组件之间设置匀光透镜，所述匀光透镜为平凹透镜。