一种聚焦型太阳能冷热电联供系统技术方案

本发明专利技术涉及一种聚焦型太阳能冷热电联供系统，包括太阳能发电系统及各应用设备。太阳能发电系统包括一固定支架，在固定支架上安装有电机、电机带动的摆动架，以及数根并排设置的吸热管，吸热管的上方罩设有菲涅尔透镜，吸热管的上表面、菲涅尔透镜聚的焦点位置粘结有太阳能芯片，太阳能芯片与蓄电池组连接，吸热管的内部设置有散热片并充有水，还插设有温度传感器，吸热管的两端分别有进水口和出水口，出水流入保温蓄水箱，储水箱通过热泵系统连接到空调负载，空调负载的出水流回吸热管；储水箱可同时供给生活用水；蓄电池组同时连接电机、热泵及用电设备。本发明专利技术太阳能利用率高，可以作为单独的住宅能源，与其它设备组合成冷、热、电联供系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能系统，特别是关于一种聚焦型太阳能冷热电联供系统。
技术介绍
当人类创造清洁、可再生能源的竞争越来越激烈时，太阳能产业将注意力集中在 了新技术“聚光光伏(CPV)太阳能”上，并希望通过这项技术生产具有规模效应的电力。CPV 技术通过透镜或镜面将接收到的太阳能放大到成百上千倍，然后将放大的能量聚焦于效率 极高的小光电池上。通过放大太阳能，该技术有效地减少了光电池中半导体材料的用量。将太阳能转化为电能已得到普遍应用，但是将太阳能转化为水的热能，或转化为 电能的同时也转化为水的热能，目前尚未有更好的技术，还未得到普遍应用。尤其对于空调 负载，以前多以电为能源换热，而很少用热水来驱动吸呼式空调。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提出一种聚焦型太阳能冷热电联供系统。该系统 通过菲涅尔透镜将太阳光聚焦在高效太阳能芯片上，产生电能；同时将太阳能芯片自身产 生的热量用于加热水，高品质的热水用来驱动吸呼式空调或作为生活用水，出来的冷水循 环利用。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种聚焦型太阳能冷热电联供系统， 它包括太阳能发电系统、蓄电池组、保温蓄水箱、热泵系统、空调负载、各种用水及用电设 备，所述太阳能发电系统包括一固定支架，在固定支架上安装有电机、电机带动的摆动架， 以及数根并排设置的吸热管，所述吸热管的上方罩设有菲涅尔透镜，所述吸热管为一空心 管，在吸热管的上表面、对应菲涅尔透镜聚焦点位置粘结有太阳能芯片，太阳能芯片与所述 蓄电池组连接，在吸热管的内部设置有散热片并填充有水，还插设有温度传感器，吸热管的 上、下两端分别设有进水口和出水口 ；所述出水口通过管路连接到保温蓄水箱，所述储水箱 通过热泵系统连接到空调负载进水口，空调负载的出水口通过管路连接到所述吸热管的进 水口 ；所述储水箱同时连接到所述用水设备；所述蓄电池组同时连接所述电机、热泵及所 述用电设备；所述太阳能发电系统由PLC系统控制。所述摆动架上设置有限位开关。所述菲涅尔透镜可以为分块连体的集装式结构，每一小块菲涅尔透镜分别对应一 小块太阳能芯片。所述菲涅尔透镜也可以为一整块结构，一整块所述透镜对应的一整块太阳能芯 片。在所述保温层外侧、避让开所述太阳能芯片的位置，包围有保温层。所述散热片与所述吸热管一体成型，且散热片靠近吸热管上壁的位置。在连接所述吸热管的进、出水管路上分别设置有阀门。本专利技术由于采取以上技术方案，本专利技术具有以下优点1、本专利技术由于在太阳能发3电系统的吸热管上方设置了聚焦型透镜，并且透镜安装在一摆动架上能跟随太阳光转动， 因而使得太阳能能够更多更好地被吸热管吸收，能量利用率高。2、本专利技术由于在吸热管上 设置了太阳能集成芯片，并且设置在透镜的聚焦点上，因此它既能更好地吸收太阳光，也能 更有效地转化为电能，转化率达35%以上，转化的电能可以随时储存到与之连接的蓄电池 中。3、本专利技术的吸热管为中空管，在管中设置有散热片并注有水，因为当太阳能芯片工作 时，自身会产生大量的热，因此，这部分热量会通过吸热管管壁和散热片传递出去，将管中 的水加热，从而产生了热水。因此本专利技术太阳能系统既能产生电也能产生水。4、太阳能发 电系统产生的热水通过热泵进一步加热后，可以作为吸呼式空调的动力源，供给空调工作。 因此通过空调工作可使得室内制冷，循环过空调的水降温后流回吸热管中可继续加热循环 利用。5、太阳能发电系统产生的电能除供给设备自身用电外，还可以供给任何生活用电，太 阳能发电系统产生的热能除供给吸呼式空调制冷外，还可以供给任何生活用水。因此，本发 明是集冷、热、电一体的联供系统，完全可作为独立住宅的能源解决方案。附图说明图1是本专利技术的系统布置2是本专利技术太阳能发电系统的结构示意3是图2的A向视4是图3的结构状态变化示意5是图2的A-A剖视示意6是图2的B-B剖视示意7是太阳能发电系统的吸热管局部放大示意8是太阳能发电系统通过热泵驱动空调负载工作的示意图具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，聚焦型太阳能冷热电联供系统是一种CPV技术的改进型，它通过菲涅 尔透镜将太阳光聚焦在高效太阳能芯片上，产生电能；同时将太阳能芯片自身产生的热量 予以吸收、利用，产生热水，通过系统将热水的品质提高，高品质的热水用来驱动吸呼式空 调，从空调出来的冷水循环利用。太阳能芯片产生的电能储存起来解决各种用电所需。聚焦型太阳能冷热电联供系统主要包括有几大部分太阳能发电系统1、蓄电池 组2、保温蓄水箱3、热泵系统4、空调负载5、用电设备6、水暖及生活用水设备7。如图2 6所示，太阳能发电系统1包括一固定支架11，在固定支架11上固定有 电机12、数根并排设置的吸热管13，以及安装用的轴座14。电机12带动一摆动架15摆动， 在摆动架15上安装有菲涅尔透镜16，菲涅尔透镜16罩设在吸热管15的上方。伴随摆动 架15的摆动，菲涅尔透镜16随之摆动，在摆动架15上同时设置有由PLC系统控制的限位 开关(图中未示出)，使摆动架能随太阳的位移而转动，限位开关保证系统启动时可以准确 找到追踪的聚焦基准点，并保证太阳光能随时垂直照射到透镜表面，极大限度地吸收光能。对于电机12、吸热管13、摆动架15和菲涅尔透镜16的设置，可以是在固定支架11 上分别设置多个电机12，一个电机分别带动一小的摆动架15，摆动架15安装在轴座14上。4每一摆动架15只带动一组菲涅尔透镜16，这组菲涅尔透镜只罩设在一根吸热管13的上方。 当然，这种方法的成本会很高，经济效益低。一般地，如图2 4所示，是只用一个电机12带动一大的摆动架15，在大的摆动架 上设置多组菲涅尔透镜16，每一组菲涅尔透镜16分别对应一根吸热管13，当摆动架15摆 动时，所有的菲涅尔透镜16均能一起摆动。此时摆动架15的具体设置可以是电机12的 输出轴上连接一摆动轴17，摆动轴17由轴座14支撑。在摆动轴的上、下两端分别固定连接 一摆动杆18，每一摆动杆18的上端铰接一长的连杆19，在连杆19上同时又间隔地铰接数 个透镜支架20，透镜支架20的下端转动地连接在轴座14上。上、下两根连杆19上对应设 置有多对透镜支架20，每一对透镜支架20支撑一组菲涅尔透镜16，每一组菲涅尔透镜16 罩设一根吸热管13。这种设置方式可以使得一个电机带动多组菲涅尔透镜16旋转。如图4、图7所示，吸热管13为一空心管，由轻质的良性导热材料制成，比如铝或铝 合金管。在吸热管13的上表面，菲涅尔透镜16透镜的聚焦点上，用导热硅胶粘结有太阳能 芯片21，太阳能芯片21为集成芯片，与蓄电池组2连接，将太阳能转化成电能储存起来，转 换效率可以达到35%以上。在吸热管13的外层，除去太阳能芯片21的位置，还整体包围有 保温层22，保温层22以确保进入吸热管的热量可以最大限度的被保存。在吸热管13的内 部布置有散热片23，并且在散热片之间充有水；吸热管13内还插设有温度传感器24，温度 传感器24与PLC系统相连，可以实时传递管内水温。当菲涅尔透镜16将太阳光聚集到吸 热管13上的太阳能芯片21上时，太阳能芯片21将太阳能转化为电能的同时，它自身工作 也会产生大量的热，这部分热量由吸热管管壁吸收并通过内部的散热片散发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚焦型太阳能冷热电联供系统，其特征在于：它包括太阳能发电系统、蓄电池组、保温蓄水箱、热泵系统、空调负载、各种用水及用电设备，所述太阳能发电系统包括一固定支架，在固定支架上安装有电机、电机带动的摆动架，以及数根并排设置的吸热管，所述吸热管的上方罩设有菲涅尔透镜，所述吸热管为一空心管，在吸热管的上表面、对应菲涅尔透镜聚焦点位置粘结有太阳能芯片，太阳能芯片与所述蓄电池组连接，在吸热管的内部设置有散热片并填充有水，还插设有温度传感器，吸热管的上、下两端分别设有进水口和出水口；所述出水口通过管路连接到保温蓄水箱，所述储水箱通过热泵系统连接到空调负载进水口，空调负载的出水口通过管路连接到所述吸热管的进水口；所述储水箱同时连接到所述用水设备；所述蓄电池组同时连接所述电机、热泵及所述用电设备；所述太阳能发电系统由ＰＬＣ系统控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤青，甘中学，孙云权，靳海涛，
申请(专利权)人：新奥光伏能源有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]