太阳能光伏温差联合发电装置的制造方法
【专利说明】
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技术领域
本发明涉及一种新型的太阳能发电装置，利用太阳能光伏、温差联合发电，尤其适于东北太阳能条件不优越的地区。
(二)技术背景
随着化石燃料的减少和污染越来越严重，利用太阳能发电已经成为了一种必然趋势，但单独利用太阳能某一种发电效率低、成本高。所以近几年人们开始研究利用太阳能光伏和温差联合发电提高太阳能利用率和其发电效率。
[0003](三)发明目的
本发明的目的在于提供一种能够克服现有的太阳能光伏发电成本高、效率低和温差发电效率低的情况，并利用温差发电原理，合理设计其冷、热源延长发电时间，提高发电效率的太阳能光伏温差联合发电装置。
[0004]本发明的目的是这样实现的:它包括冷水水箱1、太阳能温差发电片2、集热水箱
3、半导体光伏电池4、槽式抛物面聚光器5、菲涅尔透镜单元6和太阳能集热装置8，菲涅尔透镜单元6安装在半导体光伏电池和下方的槽式抛物面聚光器5上方，太阳能温差发电片2的冷端连接冷水水箱1形成冷源，太阳能温差发电片2的热端连接集热水箱3形成热源，太阳能温差发电片2的冷源、热源通过水管和半导体光伏电池4连接在一起，集热水箱3的外层设置有太阳能集热装置8，槽式抛物面聚光器5安装在槽式聚光器支架7上。
[0005]本发明还有这样一些技术特征:
1、所述的菲涅尔透镜单元6包括两块菲涅尔透镜、支架框、中心横轴和步进电机，两块菲涅尔透镜通过支架框连接为一体并安装在中心横轴上，步进电机连接中心横轴，槽式抛物面聚光器5上安装有连接步进电机的太阳跟踪控制器；
2、所述的太阳能集热装置8为黑色陶瓷太阳能板，其外依次设置有透明盖板、保温层和外壳。
[0006]本发明根据菲涅尔透镜的特性，设计让太阳光不直射到太阳能温差发电片的冷端及其与冷端相接触的冷水水箱，而是让太阳能聚光到半导体光伏电池和下方的槽式抛物面聚光器上。利用水管将太阳能温差发电片的冷源、光伏电池和太阳能温差发电片的热源连接在一起，让冷水从冷源部分流至光伏电池低底部，带走其因光能照射发电所产生的热量，最后流入热源相接触的集热水箱。利用聚光光伏提高其光能利用率和发电效率。其余部分光能照射在槽式抛物面聚光器上，让其反射到太阳能集热装置，利用集聚的光能加热流过光伏电池底部进入集热水箱的水作为太阳能温差发电片的热源，增加冷热源的温差，提高温差发电的效率。
[0007]本发明的技术特点有:
1、太阳能可多模块利用，且各个模块发电效率达到最大化，提高太阳能利用率。
[0008]2、阴雨天或冬季光能条件不好时可利用室内室外温度差进行发电，以减少利用太阳能发电的限制。尤其适于东北地区利用太阳能发电。
[0009]目前国内已经有相关太阳能光伏、温差联合发电装置的专利，其设计思路为光伏电池发电时产生的热量作为温差发电模块热源部分。或者利用半导体温差发电作为光伏电池温度反馈和控制的重要辅助手段，都是以光伏发电为主，而温差发电作为一种辅助发电的，相应的温差发电效率被降低。且其发电条件有所限制迄今为止尚没有让光伏、温差达到个子最大效率的发电方式。本发明中菲涅尔透镜为两块，让其在不同方向进行折射光线，由支架框将两块透镜一体连接，聚光部分要求安装有太阳跟踪控制器，可使用市面上已有的太阳跟踪控制器，本发明中由支架框来固定菲涅尔透镜，支架框和透镜镶嵌一体铸造成型于中心横轴，步进电机控制支架框的转动，配合太阳跟踪控制器由支架框及步进电机对菲涅尔透镜的旋转角度进行小范围调整，实现对太阳的自动跟踪，最大程度的利用太阳能，提高光伏发电系统的效率。
(四)
【附图说明】
图1是本发明结构示意图；
图2是【具体实施方式】原理图。
(五)
【具体实施方式】
下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明:
实施例1:结合图1-图2，本实施例包括冷水水箱1、太阳能温差发电片2、集热水箱3、半导体光伏电池4、槽式抛物面聚光器5、菲涅尔透镜单元6和太阳能集热装置8，菲涅尔透镜6安装在半导体光伏电池和下方的槽式抛物面聚光器5上方，太阳能温差发电片2的冷端连接冷水水箱1形成冷源，太阳能温差发电片2的热端连接集热水箱3形成热源，太阳能温差发电片2的冷源、热源通过水管和半导体光伏电池4连接在一起，集热水箱3的外层设置有太阳能集热装置8，槽式抛物面聚光器5安装在槽式聚光器支架7上。菲涅尔透镜单元包括两块菲涅尔透镜，可以让其在不同方向进行折射光线，由支架框将两块菲涅尔透镜一体连接，聚光部分要求安装有太阳跟踪控制器，可使用市面上已有的太阳跟踪控制器，本实施例中由支架框来固定菲涅尔透镜，支架框和菲涅尔透镜镶嵌一体铸造成型于连接步进电机的中心横轴，步进电机控制支架框的转动，配合太阳跟踪控制器由支架框及步进电机对菲涅尔透镜的旋转角度进行小范围调整，实现对太阳的自动跟踪，最大程度的利用太阳能，提高光伏发电系统的效率。
[0012]本实施为夏季(光照充足)时使用此发电装置，根据菲涅尔透镜的特性，设计让太阳光不直射到太阳能温差发电片2的冷端及与冷端相接触的冷水水箱1，而是让两块透镜将阳光同时汇聚到半导体光伏电池4和下方的槽式抛物面聚光器5上。利用水管将太阳能温差发电片2的冷源、热源和半导体光伏电池4连接在一起，让冷水(低于25°C )从太阳能温差发电片2的冷源(冷水水箱)流至半导体光伏电池4的底部，带走其因光能照射发电所产生的热量，最后流入太阳能温差发电片2的热端相接触的集热水箱3。同时由菲涅尔透镜汇聚的部分光能照射在槽式抛物面聚光器5上，使其将光能反射到集热水箱3外层的太阳能集热装置8，集热装置8为黑色陶瓷太阳能板，其外有透明盖板、保温层和外壳几部分。利用集聚的光能加热流入半导体光伏电池4下方集热水箱的水提高集热水箱水温的温度，增加冷热源的温差，提高温差发电的效率，聚光光伏提高其光能利用率和发电效率。
[0013]实施例2:
本实施例为冬季(光照较差，或室外温度较低)时利用该装置发电，基本同实施例1，不同在于可将此装置与建筑结合为一体，如温室。将冷水水箱、半导体光伏电池至于室外，半导体光伏电池接收光照，从而进行光伏发电，太阳能温差发电片可利用冬季室外温度降低冷端温度，热端聚光集热提高温度，还可利用室内外温度差增加发电效率。
【主权项】
1.一种太阳能光伏温差联合发电装置，其特征在于它包括冷水水箱、太阳能温差发电片、集热水箱、半导体光伏电池、槽式抛物面聚光器、菲涅尔透镜单元和太阳能集热装置，菲涅尔透镜单元安装在半导体光伏电池和下方的槽式抛物面聚光器上方，太阳能温差发电片的冷端连接冷水水箱形成冷源，太阳能温差发电片的热端连接集热水箱形成热源，太阳能温差发电片的冷源、热源通过水管和半导体光伏电池连接在一起，集热水箱的外层设置有太阳能集热装置，槽式抛物面聚光器安装在槽式聚光器支架上。2.根据权利要求1所述的太阳能光伏温差联合发电装置，其特征在于所述的菲涅尔透镜单元包括两块菲涅尔透镜、支架框、中心横轴和步进电机，两块菲涅尔透镜通过支架框连接为一体并安装在中心横轴上，步进电机连接中心横轴，槽式抛物面聚光器上安装有连接步进电机的太阳跟踪控制器。3.根据权利要求2所述的太阳能光伏温差联合发电装置，其特征在于所述的太阳能集热装置为黑色陶瓷太阳能板，其外依次设置有透明盖板、保温层和外壳。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能光伏温差联合发电装置，它包括冷水水箱、太阳能温差发电片、集热水箱、半导体光伏电池、槽式抛物面聚光器、菲涅尔透镜单元和太阳能集热装置，菲涅尔透镜单元安装在半导体光伏电池和下方的槽式抛物面聚光器上方，太阳能温差发电片的冷端连接冷水水箱形成冷源，太阳能温差发电片的热端连接集热水箱形成热源，太阳能温差发电片的冷源、热源通过水管和半导体光伏电池连接在一起，集热水箱的外层设置有太阳能集热装置，槽式抛物面聚光器安装在槽式聚光器支架上。本发明能够实现对太阳的自动跟踪，最大程度的利用太阳能，提高光伏发电系统的效率。
【IPC分类】F24J2/52, F24J2/12, F24J2/38, H02S10/10, H02S40/22, H02N11/00
【公开号】CN105391376
【申请号】CN201511029940
【发明人】王立舒, 李琳, 丁修增, 徐子哲, 冯兴荣
【申请人】东北农业大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月31日