智能砷化镓高倍聚光热电联产模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，包括外箱、至少一组砷化镓聚光及接收装置，砷化镓聚光及接收装置包括设置在外箱上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片和集热装置，集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；箱体背面设置有电路结构，电路结构包括盒体和电压测量电路、比对电路、定位装置，电压测量电路的信号输出端与比对电路的信号输入端相连，定位装置、比对电路与控制中心都是有线连接或者通过无线信号收发装置相连。本实用新型专利技术对太阳能的利用率高，方便监测和维修，适用于光伏发电技术领域。

【技术实现步骤摘要】
智能砷化镓高倍聚光热电联产模组
本技术属于太阳能发电
，用于将太阳能转化为电能和热能，具体地说是一种智能砷化镓高倍聚光热电联产模组。
技术介绍
随着科学技术的进步和经济的发展，人们的环保意识日益增强，太阳能作为可再生能源，以其总能量大、长久、普遍、无污染等诸多优点受到广泛的青睐，将太阳能进行光电、光热转化并加以利用是现在人们利用太阳能的普遍的技术手段。如何提高太阳能的有效利用率成为制约光伏发电行业发展的一个主要因素，很多人选择砷化镓聚光及接收装置作为光电转换器件，但是现有的砷化镓聚光及接收装置对太阳能的利用率依然不够高。此外由于每个太阳能光伏板上有多个区块，每个区块又不止包含一个砷化镓聚光及接收装置，因此当某一个砷化镓聚光及接收装置损坏不易被发现，即使判断出有模组损坏也很难查找出其具体位置，这些不但严重影响了太阳能的转化效率还增加了维修人员的工作强度，从而增加了维护成本，延长了成本回收期。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种太阳能利用率高、维修方便的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组。本技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，包括至少一个外箱、与所述外箱对应的至少一组砷化镓聚光及接收装置，所述砷化镓聚光及接收装置包括设置在外箱的箱盖上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；所述接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片和集热装置，所述菲涅尔透镜、二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片的纵向中心轴线在同一直线上，二次光学元件的下表面在水平面上的投影落在砷化镓太阳能电池芯片在水平面上的投影之内，所述集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；所述箱体背板上设置有电路结构，所述电路结构包括盒体和设置于盒体内的用于测量砷化镓聚光及接收装置输出电压的电压测量电路、比对电路、定位装置，所述电压测量电路的信号输出端与比对电路的电压信号输入端相连，定位装置、比对电路与控制中心都是有线连接或者通过无线信号收发装置相连，所述比对电路内预置有与自身对应的唯一ID。作为限定：所述砷化镓太阳能电池芯片与集热装置之间设置有导热基板。作为进一步限定：所述导热基板与集热装置之间设置有温差发电元件。作为更进一步限定：所述二次光学元件与砷化镓太阳能电池芯片之间通过光学胶粘接，所述砷化镓太阳能电池芯片使用真空回流焊技术焊接在导热基板上，所述导热基板与温差发电元件之间通过导热胶粘接，温差发电元件与集热装置之间通过导热胶粘接。作为对导热基板的另一种限定：所述导热基板为三层复合结构，其上层和下层均为铜覆金材质、中间层为Al2O3或者Al2N3材质。作为第二种限定：所述外箱为长方体，沿箱体底边长边方向设置有M行、N列砷化镓聚光及接收装置，所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为下列两种结构中的一种，（一）所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个接收器的电压输出端依次串联，第一列、第N列各自所包含的M个接收器的电压输出端依次串接，所述M×N个接收器的电压输出端形成的串并联结构的总的输出端与电压测量电路的电压输入端相连；（二）所述M×N个接收器的电压输出端依次串接；所述M×N个集热装置的腔体的连接结构为下列两种结构中的一种，①所述M×N个接收器的集热装置的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个集热装置的腔体通过管道依次串接，第一列、第N列各自所包含的M个集热装置的腔体分别通过管道依次串接；②所述M×N个集热装置的腔体通过管道依次串接；所述外箱的数量为S个，第一外箱～第S外箱的箱体背板上均设置有总的导热介质的出口和总的导热介质的入口，S个外箱通过各自的总的导热介质的出口和总的导热介质的入口依次串接，S个外箱形成的串接结构的两端与一个主动泵相连；所述M≥2，N≥2，S≥2。作为第三种限定：所述二次光学元件下表面的形状与所述砷化镓太阳能电池芯片光电转换的区域的形状相同。作为进一步限定：所述二次光学元件分为上部和下部，其上部为自上而下横截面直径逐渐变大的球缺/球带、下部为上大下小的圆锥/圆台/棱台；所述上部与下部一体成型，二者的连接处圆滑过渡，下部外表面镀有反光材料。作为第四种限定：所述菲涅尔透镜上表面自上而下涂有纳米材料制成的减灰膜、减反膜。作为第五种限定：所述集热装置的腔体外表面设置有保温涂层或者阻燃保温材料层。作为第六种限定：所述砷化镓太阳能电池芯片并联有反向旁路二极管。作为对集热通道的限定：所述集热通道的结构采用以下任意一种结构，Ⅰ、所述腔体内设置有多个彼此平行的隔板，相邻两隔板之间的空间形成集热通道，与隔板垂直的两侧壁上开设导热介质的出口、入口；Ⅱ、所述腔体内设置有多个彼此平行的隔板，每个隔板上分别开设有供导热介质流过的小孔，与隔板平行的侧壁开设导热介质的出口、入口；Ⅲ、所述腔体内设置有多个垂直于箱体底面的导热柱，侧壁开设有导热介质的出口、入口；Ⅳ、所述腔体内设置有多个彼此平行并形成梳状交叉结构的隔板，与隔板平行的侧壁开设有导热介质的出口、入口。作为对集热装置的另一种限定：所述总的导热介质的出口设置有第一流量计和温度计，总的导热介质的入口设置第二流量计，第一流量计、第二流量计的信号输出端分别与比对电路的第一流量信号输入端、第二流量信号输入端一一对应相连，温度计的信号输出端与比对电路的温度信号输入端相连。本技术由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：（1）本技术设置的电路结构，通过测量砷化镓聚光及接收装置的输出电压并与设定值比对，以判断是否有砷化镓太阳能芯片损坏或老化，同时结合定位装置和信号发射装置将自身位置、监测结果发送至控制中心，方便监测和维修，降低了维护成本；（2）本技术在导热基板和集热装置之间设置温差发电元件，能够提高1%～3%的发电量；（3）本技术不但可以实现光电转换，还能实现热电转换，同时将多余热量交换给集热装置腔体内的导热介质从而为用户提供生活用热水或者暖气热量，这有利于提高太阳能的利用率，满足用户的用电及用暖多种需求，尤其适用于偏远山区，海岛哨所等地；（4）本技术的二次光学元件上部设置为球带状或者球缺状，能够增大光吸收面积；（5）本技术的二次光学元件设定为特定形状，能够优先保证散部分射光的二次汇聚，最后将光线均匀射在砷化镓太阳能电池芯片上，从而可以增大砷化镓太阳能电池芯片的寿命，还有利于集热装置快速将热量导出，同时上述结构还降低了对系统在跟踪太阳光直射方面的精确度的要求；（6）本技术的菲涅尔透镜表面涂有纳米材料制成的减反膜、减灰膜，能够增加透光率，减少灰尘沉降，降低维护成本、时间和难度；（7）本技术的集热装置外表面设置保温层，减少了热量损耗；（8）本技术提供了多种结构的集热通道，有利于导热介质与集热装置进行充分的热交换，进一步提高了对太阳能的利用率；（9）本技术的流量计实时监测其所对应的外箱的导热介质的出口的水流量，有利于使用者及时发现是否存在集热装置腔体堵塞的情况发生，避免因堵塞之后集热装置过热进而损坏整个设备的情况发生，同时设置温度计实时检测总的导热介质的出口的导热介质的温度，进一步降低了因堵塞之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：包括至少一个外箱、与所述外箱对应的至少一组砷化镓聚光及接收装置，所述砷化镓聚光及接收装置包括设置在外箱的箱盖上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；所述接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片和集热装置，所述菲涅尔透镜、二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片的纵向中心轴线在同一直线上，二次光学元件的下表面在水平面上的投影落在砷化镓太阳能电池芯片在水平面上的投影之内，所述集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；所述箱体背板上设置有电路结构，所述电路结构包括盒体和设置于盒体内的用于测量砷化镓聚光及接收装置输出电压的电压测量电路、比对电路、定位装置，所述电压测量电路的信号输出端与比对电路的电压信号输入端相连，定位装置、比对电路与控制中心都是有线连接或者通过无线信号收发装置相连，所述比对电路内预置有与自身对应的唯一ID。

【技术特征摘要】
1.一种智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：包括至少一个外箱、与所述外箱对应的至少一组砷化镓聚光及接收装置，所述砷化镓聚光及接收装置包括设置在外箱的箱盖上表面的菲涅尔透镜以及设置于菲涅尔透镜下方箱体内的接收器；所述接收器包括自上而下依次设置的二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片和集热装置，所述菲涅尔透镜、二次光学元件、砷化镓太阳能电池芯片的纵向中心轴线在同一直线上，二次光学元件的下表面在水平面上的投影落在砷化镓太阳能电池芯片在水平面上的投影之内，所述集热装置中空且腔体内装导热介质，集热装置的内部设置有集热通道；所述箱体背板上设置有电路结构，所述电路结构包括盒体和设置于盒体内的用于测量砷化镓聚光及接收装置输出电压的电压测量电路、比对电路、定位装置，所述电压测量电路的信号输出端与比对电路的电压信号输入端相连，定位装置、比对电路与控制中心都是有线连接或者通过无线信号收发装置相连，所述比对电路内预置有与自身对应的唯一ID。2.根据权利要求1所述的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：所述砷化镓太阳能电池芯片与集热装置之间设置有导热基板。3.根据权利要求2所述的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：所述导热基板与集热装置之间设置有温差发电元件。4.根据权利要求2或3所述的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：所述二次光学元件与砷化镓太阳能电池芯片之间通过光学胶粘接，所述砷化镓太阳能电池芯片使用真空回流焊技术焊接在导热基板上，所述导热基板与温差发电元件之间通过导热胶粘接，温差发电元件与集热装置之间通过导热胶粘接。5.根据权利要求2所述的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：所述导热基板为三层复合结构，其上层和下层均为铜覆金材质、中间层为Al2O3或者Al2N3材质。6.根据权利要求1所述的智能砷化镓高倍聚光热电联产模组，其特征在于：所述外箱为长方体，沿箱体底边长边方向设置有M行、N列砷化镓聚光及接收装置，所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为下列两种结构中的一种，（一）所述M×N个接收器的电压输出端的连接结构为串并联结构，所述串并联结构即，每行的N个接收器的电压输出端依次串联，第一列、第N列各自所包含的M个接收器的电压输出端依次串接，所述M×N个接收器的电压输出端形成的串并联结构的总的输出端与电压测量电路的电压输入端相连；（二）所述M×N个接收器的电压输出端依次串接；所述M×N个集热装置的腔体的连接结构为下列两种结构中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪霜叶，石媚蕾，张登用，张鹏，吴尚友，刘振波，常志强，
申请(专利权)人：汪霜叶，
类型：新型
国别省市：河北,13