一种线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，适用于中低温太阳能光伏光热综合利用。
【背景技术】
[0002]目前工业领域中的太阳能利用主要有光伏、光热两种途径。
[0003]聚光光伏技术被业界称为是继晶体硅电池、薄膜电池之后的第三代光伏技术，该技术使用透镜或反射镜面等光学元件，将大面积的太阳辐射进行聚焦，再通过高转化效率的聚光光伏电池板直接转换为电能的太阳能发电技术。与目前成熟的光伏技术相比，聚光光伏技术显著优点是随着聚光比增加，光电转化效率提高，但同时伴随更为严重的散热问题，温度上升反而会降低光电转化效率，通常需要控制温度在200摄氏度以下以获得较好的光电转化效率。
[0004]针对散热问题，现有的一种解决方案是将聚光光伏电池厚度减小到微米量级，其优点是有利于冷却且光伏电池此时具备了透光特性，透光率可达到30%以上，为光伏光热综合利用提供了条件。
[0005]另一方面，线性菲涅尔聚焦技术是近年来快速发展的一种光热聚焦技术，该技术通过菲涅尔反光镜组将太阳辐射聚焦后进行集热。所收集的热量可以用于加热工质水产生蒸汽直接发电、提供化学反应热进行燃料生产与转化或满足其他工业动力、热需求。通常需要温度在200摄氏度以上以获得较好的光热利用效率。
[0006]相比于目前商业化程度最高的抛物槽式聚焦技术，线性菲涅尔聚焦技术不仅在成本上具有显著优势，而且还具有自身独特的优点，例如线性菲涅尔式集热器的吸收器固定不动，有利于直接产生蒸汽和进行热化学反应；反光镜组置于近地面位置，抗风性好、可靠性高；通过提升吸收器高度，增加菲涅尔反光镜组数量，采用弧面反光镜，以及配合二次聚焦技术可以增大集热器的聚光比达到100以上，以获得更高的光热利用效果；由于反光镜与吸收器各自独立，吸收器设计更加灵活，可依据光路特性与光伏光热利用具体方式进行优化。
[0007]综合分析上述两种太阳能利用技术的特点可以发现，将透光光伏技术与线性菲涅尔光热技术相结合是一种新颖的思路。针对两种技术对于温度需求互斥的特点，通过“热解耦”方式将低温条件下的高效光伏利用与高温条件下的高效光热利用统一于同一装置中，最终实现太阳能光伏光热尚效综合利用的目的。
【发明内容】
[0008](一 )要解决的技术问题
[0009]有鉴于此，本发明提供了一种线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，以将透光光伏技术与线性菲涅尔式光热技术相结合，提高太阳能光伏光热综合利用效果。
[0010](二)技术方案
[0011]为达到上述目的，本发明提供了一种线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，该装置包括多个线性菲涅尔反光镜1、多个联动机构2、一个驱动电机3和一个接收器4，所述接收器4包括线性菲涅尔透镜5、类梯形结构6、透光光伏电池7、透光并列矩形通道8、真空层9、吸收涂层10、非透光并列矩形通道11和保温结构12，其中:所述线性菲涅尔透镜5位于所述类梯形结构6的底部，两者共同构成封闭腔体；所述透光并列矩形通道8与所述非透光并列矩形通道11位于所述类梯形结构6内部的上方，所述透光并列矩形通道8位于所述非透光并列矩形通道11下方且二者呈水平方向U型连接；所述真空层9设置于所述透光并列矩形通道8与所述非透光并列矩形通道11之间；所述透光并列矩形通道8的下表面外侧与所述透光光伏电池7紧密接触，所述非透光并列矩形通道11的下表面外侧涂有所述吸收涂层10 ;所述保温结构12布置于所述类梯形结构6的外表面。
[0012]上述方案中，所述线性菲涅尔反光镜I由平面反光镜或弧面反光镜构成，通过所述联动机构2与所述驱动电机3实现太阳辐照实时追踪。
[0013]上述方案中，太阳辐照先后经过所述线性菲涅尔反光镜I及所述线性菲涅尔透镜5实现二次聚焦，聚光比至少达到100。
[0014]上述方案中，聚焦太阳能进入接收器4后首先照射于透光光伏电池7表面，透光光伏电池7将部分聚焦太阳能拦截进行光伏转化对外输出电能，进行光伏利用。
[0015]上述方案中，所述透光光伏电池4在光伏转化过程中产生热能，该部分热能被透光并列矩形通道8内的工质吸收。
[0016]上述方案中，未被透光光伏电池7拦截的其余聚焦太阳能穿过透光光伏电池7、透光并列矩形通道8及真空层9，照射于非透光并列矩形通道11下表面外侧的吸收涂层10上进行光热转化产生热能，该部分热能被非透光并列矩形通道11内的工质吸收。
[0017]上述方案中，所述工质先后流经透光并列矩形通道8及非透光并列矩形通道11吸收两部分热能，进行光热利用。
[0018]上述方案中，所述工质先后流经呈U型连接的透光并列矩形通道8及非透光并列矩形通道11，工质沿程吸热则温度逐渐升高，布置于透光并列矩形通道8与非透光并列矩形通道11之间的真空层9，用以高低温通道间的隔热。
[0019]上述方案中，根据工质类别与性质的不同，所述工质所吸收的热能能够进行多种形式的光热利用，至少包括热力循环发电、化工过程反应热、吸收式制冷、蓄热以及其他工业动力需求及热需求。
[0020](三)有益效果
[0021]从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果:
[0022]1、本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，通过“热解耦”方式解决了传统光伏与光热技术间的内在温度矛盾，实现了低温下高效光伏利用与高温下高效光热利用的和谐统一，为宽波段太阳能光伏光热综合利用提供了很好的思路。
[0023]2、本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，吸收器采用并列式矩形通道结构，相同工质流量条件下对于热量传递过程而言，增加了流体与壁面的接触面积，可显著提高传热效率，降低损耗。
[0024]3、本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，吸收器采用并列式矩形通道结构，相同物料流量条件下对于热化学反应过程而言，增加了流体与填充催化剂的接触面积，可显著提高反应效率，提高产率。
[0025]4、本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置，日间通过光伏电池对外输电，同时借助导热工质储热或借助转化燃料储存化学能；夜间可通过释放热量经蒸汽循环发电或燃烧燃料经燃气循环发电，从而实现全天候分布式供电。
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置的结构示意图；
[0027]图2为本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置中接收器局部侧面示意图；
[0028]其中，各部件及相应标记为:1-线性菲涅尔反光镜、2-联动机构、3-驱动电机、4-接收器、5-线性菲涅尔透镜、6-梯形腔体、7-透光光伏电池、8-透光并列矩形通道、9-真空层、10-吸收涂层、11-并列矩形通道、12-保温结构。
[0029]图3为依据本发明设计的50丽线性菲涅尔式透光光伏光热复合发电系统流程图；
[0030]其中，各部件及相应标记为:31_逆变器、32-线性菲涅尔式透光光伏光热镜场、33-回热器、34-冷凝器、35-冷却塔、36-气液分离器、37-栗、38-蒸发器、39-压缩机、40-燃烧室、41-燃气透平、42-发电机组、43-余热锅炉、44-蒸汽透平、45-发电机组、46-冷凝器、47-冷却塔、48-栗。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0032]图1为本发明提供的线性菲涅尔式透光光伏光热复合利用装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括多个线性菲涅尔反光镜1、多个联动机构2、一个驱动电机3和一个接收器4，接收器4包括线性菲涅尔透镜5、类梯形结构6、透光光伏电池7、透光并列矩形通道8、真空层9、吸收涂层10、非透光并列矩形通道11和保温结构12。其中，线性菲涅尔透镜5位于类梯形结构6的底部，两者共同构成封闭腔体。透光并列矩形通道8与非透光并列矩形通道11位于类梯形结构6内部的上方，透光并列矩形通道8位于非透光并列矩形通道11下方且二者呈水平方向U型连接。真空层9设置于透光并列矩形通道8与非透光并列矩形通道11