光电、光热综合利用的太阳电池发电系统技术方案

本发明专利技术属于太阳能应用技术领域，涉及一种光电、光热综合利用的太阳电池发电系统。该系统由发电装置、太阳跟踪装置组成，其特点是系统上还有由贮水箱、冷水管、热水管、连接冷水管与热水管的分水管及在每个分水管的上方与其为一体的吸热板构成的光热利用装置。在将太阳光能转变成电能的同时，该光热利用装置不断地移出太阳电池因受光照所产生的热量，在光电转换的过程中使太阳电池工作在最佳状态，并将这些移出热量加以利用供应生活用热水，实现了光电－光热一体化，将发电和热利用效率叠加，大大提高了太阳能利用的整体效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能应用
，涉及一种光电、光热综合利用的太 阳电池发电系统。
技术介绍
随着世界经济的发展，电力能源的供应日趋紧张，传统用燃料生产的 电力能源， 一方面面临着煤炭、石油的储藏量越来越少的威胁，而另一方 面，利用燃料生产电力的同时，对环境造成了严重的污染。由于太阳能是 最干净的能源，它随处可见，而且它永远存在。因而越来越多的人把注意 力转向利用太阳能发电，特别是基于光电转换的太阳电池发电系统，利 用太阳电池发电最重要的就是提高太阳电池的光电转换效率。人们为此做 了很多的努力，利用聚光镜提高阳光强度，使聚焦在太阳电池板上，为了 进一步提高太阳电池板的光电转换效率，还为太阳电池板装上自动跟踪太 阳装置，无论太阳和地球的相对运动使它们之间的相对位置怎样变化，太 阳电池板可以一直保持正对太阳，因而太阳电池板的采光面可以采到尽可 能多的太阳光。但太阳电池板的光电转换效率一方面随着采集到的太阳光 能的增加而增加，而另一方面位于聚光面上的太阳电池板在采光的同时， 其自身的温度也在不断升高，太阳电池板的光电转换效率会随着其自身温 度的上升而下降的特性，这就难于使太阳电池板的效率进一步提高，而且 在光电转换的同时太阳辐射产生的热量也白白地浪费了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光电、光热综合利用的太阳电池发电系 统，该系统在提高光电转换效率的同时将太阳辐射到太阳电池上的热量回 收，用来提供热水。本专利技术所提供的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统，由太阳电 池板及其安装架构成的发电装置及太阳跟踪装置组成，所述太阳跟踪装置 由驱动机构、机械传动机构和控制驱动机构的跟踪控制电路构成，其特征 在于系统上还有由贮水箱、冷水管、热水管、连接冷水管与热水管的分水 管及在每个分水管上与其为一体的吸热板构成的光热利用装置，太阳电池 组安装在与分水管为一体的吸热板上成为太阳电池板，太阳电池组与吸热 板之间有导热绝缘膜，所述的连接冷水管与热水管的分水管与冷水管、热水管密封、活动连接，由N块太阳电池板及与太阳电池板背面的N个分 水管连接的冷水管、热水管被装在安装架上构成一个光电、光热综合利用 的太阳电池发电单元，其中N》1，该光电、光热综合利用的太阳电池发 电系统由一个以上的光电、光热综合利用的太阳电池发电单元组成，两个 相邻发电单元的冷水管相通，最外侧的冷水管接进水开关，两个相邻发电 单元的热水管相通，靠近贮水箱一侧的热水管通过温控开关连接水箱。 本专利技术所提供的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统工作原理如下由太阳电池板构成的太阳电池阵列构成系统的核心发电装置，太阳跟踪装置使太阳电池板跟踪太阳，从而更进一步提高了太阳电池的光电转换 效率，但由于太阳跟踪装置使太阳电池板始终正对太阳，这也使太阳电池 采光面的温度升高，当太阳电池的工作温升高时，由于热激发所产生的少 数载流子增多，漂移的"暗"电流也增大，所以会影响其输出功率。本发 明在太阳电池发电系统中设置了由贮水箱、冷水管、热水管、连接冷水管 与热水管的分水管及在每个分水管的上方与其为一体的吸热板的光热利 用装置，由于太阳电池组安装在与分水管为一体的吸热板上成为太阳电池 板，太阳电池组与吸热板之间有导热绝缘膜， 一方面与分水管为一体的吸 热板承担起支承太阳电池组的作用，另一方面太阳辐射到太阳电池上的热 量可以通过导热绝缘膜传到吸热板上，并迅速地将热量传到与其一体的分 水管中，将分水管中的冷水变热后流入热水管，再经温控开关进入贮水箱， 温控开关用来控制热水的温度达到或超过所设置的温度后再进入水箱。所 述的连接冷水管与热水管的分水管与冷水管、热水管密封、活动连接，是 为了在太阳跟踪装置的带动下太阳电池板可以方便自如地跟着太阳转。本 专利技术所提供光电、光热综合利用的太阳电池发电系统中的光热利用装置， 将太阳辐射到太阳电池上的热量采用高效传热装置移出并加以利用，在光电转换的过程中使太阳电池采光面的温度始终保持在60°C以下，使太阳 电池工作在最佳状态，提高太阳电池的光电转换效率的同时，提供生活用 热水。实现了光电、光热的综合利用。本专利技术所提供的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统，在将太阳 光能转变成电能的同时，不断地移出太阳电池因受光照所产生的热量，将 这些热量加以利用供应生活用热水，在光电转换的过程中始终使太阳电池 的采光面的温度保持在60。C以下，使太阳电池工作在最佳状态，提高了太阳电池的光电转换效率，同时实现了光电、光热的综合利用，将发电和 热利用效率叠加，提高了太阳电池发电系统的整体效率。不仅降低了太阳 能发电成本，而且拓展了系统功能。本专利技术所提供的光电、光热综合利用 的太阳电池发电系统尤为适合做屋顶光伏电站，它有效地解决了屋顶电站 楼宇居民热水供应的难题。本专利技术所提供的光电、光热综合利用的太阳电 池发电系统可以并网使用，也可以采用白天给蓄电池充电，晚上由蓄电池 供电的方式供电。 附图说明图l、本专利技术所提供的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统实施 例一的结构示意图(俯视图)；图2为图1所示实施例中的一个发电单元结构图(立体图)； 图3为图2所示发电单元中冷水管、热水管、分水管连接图； 图3-1分水管活动方向示意图； 图3-2为图3中III部分的局部剖视放大图3-3为图3中太阳电池板的纵向剖视图4本专利技术所提供光电、光热综合利用的太阳电池发电系统实施例二 的结构图4-l为图4中①部分(蜗杆与蜗轮啮合)的局部放大图； 图5为图4所示光电、光热综合利用的太阳电池发电系统中太阳跟踪 装置中跟踪控制电路的工作原理框图6为图4所示光电、光热综合利用的太阳电池发电系统中太阳跟踪 装置中跟踪控制电路的电原理图7所示为本专利技术所提供光电、光热综合利用的太阳电池发电系统实施例三的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图说明本专利技术的具体实施方式。图1所示为本专利技术所提供 的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统的结构示意图(俯视图〉。该 图所示的光电、光热综合利用的太阳电池发电系统由两个发电单元构成，每个发电单元由安装架1和装在安装架1上的三块太阳电池板6、太阳电 池板6上方的柱面菲涅耳透镜2、冷水管3、热水管4连接冷水管、热水 管的分水管5构成，两个发电单元的冷水管、热水管分别由连接管件4' 连接，最外侧的冷水管通过冷水进水管3a接进水开关SKl，热水管通过温控开关8进入贮水箱7，由贮水箱7、冷水管3、热水管4、连接冷水管 与热水管的分水管5及在每个分水管上与其为一体的吸热板(太阳电池组、 导热绝缘膜、吸热板构成太阳电池板6，图1中只能看到太阳电池板6) 构成了光热利用装置。图2为图1所示实施例中的一个发电单元。该发电 单元的安装架1上安装3个太阳电池板6，还在太阳电池板6的上方用固 定架2.1安装了柱面菲涅耳透镜2 (为便于看清，这里只在一块太阳电池 板上画了柱面菲涅耳透镜和固定柱面菲涅耳透镜用的固定架)，二者距离 为柱面菲涅尔透镜的焦距，柱面菲涅尔透镜的条形聚焦斑落在其下方的太 阳电池板上。光热利用装置由贮水箱(图中省略)、冷水管3、热水管4、 连接冷水管与热水管的分水管5及在每个分水管的上方与其为一体的吸热 板构成。跟踪太阳装置的机械传动机构由在安装架的背面、与安装架水平 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电、光热综合利用的太阳电池发电系统，由太阳电池板及其安装架构成的发电装置及太阳跟踪装置组成，所述太阳跟踪装置由驱动机构、机械传动机构和控制驱动机构的跟踪控制电路构成，其特征在于系统上还有由贮水箱、冷水管、热水管、连接冷水管与热水管的分水管及在每个分水管上与其为一体的吸热板构成的光热利用装置，太阳电池组安装在与分水管为一体的吸热板上成为太阳电池板，太阳电池组与吸热板之间有导热绝缘膜，所述的连接冷水管与热水管的分水管与冷水管、热水管密封、活动连接，由Ｎ块太阳电池板及与太阳电池板背面的Ｎ个分水管连接的冷水管、热水管被装在安装架上构成一个光电、光热综合利用的太阳电池发电单元，其中Ｎ≥１，该光电、光热综合利用的太阳电池发电系统由一个以上的光电、光热综合利用的太阳电池发电单元组成，两个相邻发电单元的冷水管相通，最外侧的冷水管接进水开关，两个相邻发电单元的热水管相通，靠近贮水箱一侧的热水管通过温控开关连接水箱。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴冠昌，吴锡波，
申请(专利权)人：吴锡波，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]