一种将光伏发电、光热发电以及余热吸收相结合高效利用光能的方法
【专利摘要】本发明型公开了一种光伏发电、光热发电以及余热吸收相结合高效利用光能的方法，本发明采用光伏/光热综合利用的模式，含有光伏发电，光热发电和对余热的收集。采取此种方式可以对光能进行多次吸收利用，可大幅度提高光能的利用率。并且有余热能吸收功能可以在降低光伏电池工作温度的同时为周边居民供暖供热。可以小型安装也可以大型安装，应用广泛。
【专利说明】一种将光伏发电、光热发电以及余热吸收相结合高效利用光能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将光伏发电、光热发电以及余热吸收相结合高效利用光能的方法，可广泛应用于太阳能光伏/光热收集领域。
【背景技术】
[0002]随着石油、煤炭等不可再生能源的日益枯竭，导致近年来石油、煤炭等价格的不断攀升和《京都议定书》中对大气二氧化碳排放量的限制，各国都努力的研发新型能源利用方面的课题。
[0003]在众多新能源中，以太阳能的分布最广，最为环保，而且是取之不尽用之不竭的能源。目前的太阳能应用主要在于光热应用以及光伏应用，然而两者分体式的应用都造成了能源应用效率低，利用分散的弊端。据可靠数据表明，单纯的光热利用率为28%，单纯的光伏利用率为18%。其中光伏发电过程中有大量的热能没有被利用，造成了能源利用效率不闻。
[0004]目前光伏/光热综合利用的研究成为了当今太阳能应用的一个热点，虽然有些综合应用的相关发明，但是其中以分离应用居多，太阳能利用率没有得到大幅度提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服以上问题，通过多种方式相结合，大幅度提高太阳能利用效率。
[0006]为此，本发明实施例提供一种光伏发电、光热发电以及余热吸收综合利用装置。该综合利用装置包括封闭式框架，集热管，高透过率光伏电池，透镜，余热吸收盒。
[0007]本发明实施例所述的封闭式框架，其特征在于采用轻质材料制成的盒状体，在顶部开口，使集热管，高透过率光伏电池，透镜，余热吸收盒全部安装到其内部。
[0008]本发明实施例所述的集热管，其特征在于采用轻薄且耐压耐温材料，采用传统光热发电集热管的设计方案。
[0009]本发明实施例所述的高透过率光伏电池，其特征在于对没有被光伏电池应用的光能透过率高。
[0010]本发明实施例所述的透镜，其特征在于采用柱面聚光的形状，将光汇聚成一条线。
[0011]本发明实施例所述的余热吸收盒，其特征在于内部采用导热良好的金属材料，并且有黑色毛刺状涂层。外部采用隔热材料包裹。在内部的金属材料与外部的隔热材料之间有导热槽，用于余热对吸收盒的降温。
[0012]本发明型的收益效果
[0013]本发明采用光伏/光热综合利用的模式，含有光伏发电，光热发电和对余热的收集。采取此种方式可以对光能进行多次吸收利用，可大幅度提高光能的利用率。并且有余热能吸收功能可以在降低光伏电池工作温度的同时为周边居民供暖供热。[0014]一体化的结构，安装在封闭式的框价内，不怕灰尘以及风力的影响，而且聚光才用柱形的透镜可以采用单轴旋转的方式定日，降低定日设施的成本。可以小型安装也可以大型安装，应用广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1:为发明型实施例的整体结构示意图。
[0016]图2:为发明型实施例的余热吸收盒以及集热管的结构示意图。
[0017]图3:为发明型实施例的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0018]请参阅图3所示，为发明型的实施例的具体工作原理图，首先一束光7照射高透过率光伏电池I使其发电，未被利用的光能穿过高透过率光伏电池I，通过透镜2汇聚，汇聚的焦点设在集热管5上；集热管5中的工作物质在汇聚光的作用下产生高温，当集热5管内部工作物质的温度提高到指定温度，由光热发电系统进行发电；对于集热管5可能散发出来的热能，以及光滑的管壁反射的余光，通过余热吸收盒4进行吸收，首先内部吸热层4.1将余热吸收，随之传送给介质导热槽4.3中的导热介质，通过导热介质将热能传送出去并加以利用，外部隔热层4.2保证热能最小的散出。
[0019]请参阅图1所示，为发明型的实施例，由高透过率光伏电池1，透镜2，封闭式框架3，余热吸收盒4，集热管5，转轴6等五部分组成。其中封闭式框架3采用轻质材料，并且是将高透过率光伏电池1，透镜2，余热吸收盒4，集热管5，转轴6五个部分组合在一起的骨架。其中转轴6的作用是连接定日系统，保证光的垂直入射。
[0020]请参阅图2所示，为发明型的实施例的余热吸收盒4和集热管5。
[0021]所述热吸收盒4的组成内部吸热层4.1，外部隔热层4.2，介质导热槽4.3，其中内部吸热层4.1的主要作用是将未用尽的热能最大化吸收，并将热能传送给介质导热槽4.3中的导热介质，外部隔热层4.2的主要作用是防止内部吸热层4.1吸收的热能流失。
[0022]所述集热管5采用传统的光热发电吸热管原理制造，通过对集热管内部的介质的加热达到发电目的。
【权利要求】
1.一种光伏发电、光热发电以及余热吸收相结合高效利用光能的方法包括，高透过率光伏电池，透镜，封闭式框架，余热吸收盒，集热管，转轴组合在一起。
2.根据权利要求1所述的高透过率光伏电池，其特征在于既可以全部采用可透光的太阳能光伏电池，又可以使用透明材质上的大间距点阵式排列的非透光型或者透光型太阳能光伏电池。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于使用高透过率材质制成，并且聚光形式为柱面聚光，特点是可以将一定面积的光汇聚成一条线状光斑。
4.根据权利要求1所述的封闭式框架，其特征在于，采用轻质材料制成，并且配有连接槽可以多个或单个使用。
5.根据权利要求1所述的余热吸收盒，其特征在于，内部吸热层，外部隔热层，介质导热槽组成；形状为在封闭的盒子上留有一条细缝，可以使汇聚的光线刚好通过，这种设计的原理与人工黑体的原理相同。
6.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于，采用传统的光热发电集热管设计，其工作介质可以为气体或液体；位置处于透镜的焦点处以及余热吸收盒的中心位置。
7.根据权利要求5所述的内部吸热层，其特征在于由有导热性能良好的金属材质制成，内壁有黑色毛刺状涂层，靠近外部隔热层处留有介质导热槽。
8.根据权利要求5所述的外部隔热层，其特征在于使用导热性差的材质制成，靠近内吸热热层处与其对称的留有介质导热槽。
9.根据权利要求5、权利要求7、权利要求8所述的介质导热槽，其特征在于在内部吸热层与外部隔热层之间，可以使导热介质流通达到散热目的。
【文档编号】H01L31/054GK103545393SQ201210243015
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月16日 优先权日:2012年7月16日
【发明者】王丽娟, 秦海涛, 张伟 申请人:长春工业大学