24包括内管241、外空心管242、锁紧内外管位置的螺栓244和垫片243，其中内管241套装在外空心管242的中空腔体内，且外空心管242固定，内管241能沿外空心管242移动，通过内管241在外空心管242内的滑移距离来改变相对长度，且螺栓244的一端露置在外空心管242的管壁外，螺栓244的另一端穿过外空心管242的管壁将内管241锁紧固定在外空心管242内。
[0022]上述螺栓244还设有防松的垫片243。入射角调节机构24通过内管241在外空心管242内的滑移距离来改变相对长度，即调节内管241和外空心管242的相对距离，并通过螺栓244进行固定，由于固定支架25的左右两侧都设置有入射角调节机构24，当一侧距离变短了，装置上半部分会倾斜，就可以改变太阳的入射角，确保太阳光平行照入菲尼尔透镜，使光线有效聚集到砷化镓电池14，减少光损伤。
[0023]更佳地，所示的螺栓11和螺母12，一方面将装置紧密连接，另外可适当的调节螺母12的距离改变菲尼尔透镜11聚光的距离，从而调节光伏发电的电功率。
[0024]更佳地，所示的温差发电芯片15根据热力学过程，其发电必定有冷源损失，所述的相变储能装置22将温差发电的冷源损失收集，并作为低品位热能有效利用，提高了太阳能的利用效率。
[0025]更佳地，所述的相变换热蛇形管23可以当砷化镓电池14和温差发电芯片15过热时开启，加快两者的散热，确保装置稳定可靠运行。
[0026]本实用新型的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统的工作原理如下:当太阳光照射到菲尼尔透镜后，经过菲尼尔透镜的聚光，使得光聚集到砷化镓电池，由于光生伏特效应将光能转化为电能，产生第一次发电称为光伏发电；由于菲尼尔透镜聚光导致砷化镓电池温度升高，通过塞贝克效应将热能转化为电能，产生第二次发电称为温差发电。由于温差发电需要温度差才能产生电压，根据热力学分析，势必存在冷源损失，通过相变储能容器吸收温差发电冷源损失的热量并通过换热水流管道将热量传递给水，供生活生产使用。
[0027]上述实施例为本实用新型的较佳地实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，如改变相变储能材料，光伏发电电池种类，温差发电芯片的数量等，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式与技术方案，都包括在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于包括聚光菲涅耳透镜、容纳有机相变材料的相变储能换热装置、太阳能砷化镓电池、温差发电芯片，其中相变储能换热装置装设在螺杆的下端，聚光菲涅耳透镜装设在螺杆的上端，太阳能砷化镓电池装设在菲涅尔透镜的光路聚焦处，温差发电芯片放置于砷化镓电池和相变储能装置之间，并通过耐高温粘结剂进行粘结，保证彼此之间接触，温差发电芯片通过以砷化镓电池作为热端和相变储能装置作为冷端，形成稳定的温差，再通过半导体塞贝克效应将热能转化为电能，温差发电芯片所发出的电压送入蓄电池存储，安装在螺杆上的聚光菲涅耳透镜、相变储能换热装置、太阳能砷化镓电池通过螺母固定并通过固定支架安置于地面。
2.根据权利要求1所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述菲涅耳透镜由钢化玻璃作为基板，透镜表面透明镜体上有多圈圆形齿槽，所述的菲涅耳透镜聚焦区域为所述的砷化镓电池受光产生光生伏特效应区域，其聚焦倍率通过调节螺杆和螺母来控制菲涅耳透镜与砷化镓电池受光区域的距离。
3.根据权利要求1所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述太阳能砷化镓电池包括聚光透镜、放置于聚光透镜聚光处的陶瓷基底砷化镓电池、集成于砷化镓电池陶瓷基底上的控制器和与所述蓄电池相连的导线，温差发电芯片所发出的电压通过控制器进行稳压后送入蓄电池存储，其中聚光透镜由钢化玻璃制成，控制器用于对光伏发电和温差发电输入电压进行稳压调节，并能自动防止蓄电池过充电电作用。
4.根据权利要求1所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述相变储能装置包括相变储能容器和相变换热器，其中相变储能容器内装有有机相变材料，并在相变材料中添加有泡沫金属，或导热石墨，或翅片，相变换热器与相变储能容器中的泡沫金属，或导热石墨，或翅片连接。
5.根据权利要求4所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述相变储能容器是钢制容器。
6.根据权利要求4所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述有机相变材料为石蜡，或脂肪酸类，或多元醇类，相变熔点于60°C -80°C之间。
7.根据权利要求4所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述相变换热器是蛇形管，蛇形管为铜制管，蛇形管通过钎焊方式与相变储能容器中的泡沫金属，或导热石墨，或翅片连接，蛇型管内的换热流体为待加热的冷水，通过相变储能装置的加热，使蛇型管内的水温提高。
8.根据权利要求1至7任一项所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述固定支架为可移动三角脚架，在固定支架上设置有入射角调节机构。
9.根据权利要求8所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述入射角调节机构包括内管、外空心管、锁紧内外管位置的螺栓，其中内管套装在外空心管的中空腔体内，且外空心管固定，内管能沿外空心管移动，通过内管在外空心管内的滑移距离来改变相对长度，且螺栓的一端露置在外空心管的管壁外，螺栓的另一端穿过外空心管的管壁将内管锁紧固定在外空心管内。
10.根据权利要求9所述的聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，其特征在于上述螺栓还设有防松的垫片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种聚光式太阳能光伏-热电-余热一体化系统，包括聚光菲涅耳透镜、相变储能换热装置、太阳能砷化镓电池、温差发电芯片，相变储能换热装置装在螺杆的下端，聚光菲涅耳透镜装在螺杆的上端，太阳能砷化镓电池装在菲涅尔透镜的光路聚焦处，温差发电芯片置于砷化镓电池和相变储能装置之间，通过耐高温粘结剂进行粘结，温差发电芯片通过以砷化镓电池作为热端和相变储能装置作为冷端，温差发电芯片所发出的电压送入蓄电池存储，安装在螺杆上的聚光菲涅耳透镜、相变储能换热装置、太阳能砷化镓电池通过螺母固定。本实用新型结构紧凑，寿命长，且提高光能发电和热利用效率。
【IPC分类】H02S10-30, H02S10-20, H02S40-22
【公开号】CN204392142
【申请号】CN201420530971
【发明人】吴浩东, 王长宏, 林涛
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年9月16日