[发明专利]一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置

说明书

技术领域

本发明一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置，涉及的是太阳能发电技术领域，特别涉及聚光反射光伏模组的发电、供热的联产装置。

背景技术

光伏发电经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池，目前产业化进程正逐渐转向高效的CPV 系统发电。与前两代电池相比，CPV 采用多结的III-V 族化合物电池，具有大光谱吸收、高转换效率等优点；而且所需的电池面积不大，以相对廉价的聚光器件替代昂贵的半导体材料，在大规模应用于发电时可有效降低成本、降低生产能耗。

反射聚光器主要有抛面镜、平板、抛物槽、组合抛物面(CPC)等几种类型。反射材料主要是镀银玻璃和镀铝面，也有使用高分子材料的高反射率薄膜制作反射面。反射聚光的优点是不存在色散现象，光斑辐照分布均匀，反射效率可以接近100%。缺点是常规反射聚光器由于需要在反射面上固定太阳电池，太阳电池的安装要比折射聚光器复杂，而且固定装置会在反射面上、进而在太阳电池表面产生阴影。另外，如果反射面受到污损，反射率会急剧衰降。

聚光光伏模组的热电联产装置是反射型聚光光伏发电系统中的核心部件，用于直接将反射汇聚过来的光能转换为电能。其中散热是必须优先考虑的因素，因为太阳光汇聚后会在太阳电池表面形成非常高的温度。如果不能及时散热，太阳电池光电转换效率会受到很大影响，甚至会烧毁太阳电池，为了保证聚光光伏电池片和接收器能在正常温度范围内稳定地工作，一股将聚光光伏光电转换接收器直接粘接在散热器上，该散热器的下端直接暴露在外部空气中，汇聚后的太阳光产生的热量直接由散热器散发到外部空气中，但现有的聚光光伏散热器重量较大，在自然风的情况下散热效果较差，直接影响到聚光光伏接收器的正常工作。

发明内容

    本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种用于聚光反射的光伏模组的热、电联产的一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置。

为了实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是：包括二次光学元件、太阳能电池阵列、超导覆合散热底板、绝热材料、导热金属、螺钉、流通管路在内，其特征在于：整个装置通过绝热材料固定在定日架上，二次光学元件与光输出折射板的底平面布有太阳能电池阵列，太阳能电池阵列的底面固定有超导覆合散热底板，超导覆合散热底板底平面固定有导热金属，导热金属外周通过螺钉固定绝热材料，所述的导热金属内间隔分布有流通管路，流通管路通过管道与用热器循环连通，所述的太阳能电池阵列按照方形阵列排布，与二次光学元件的光输出端一一对应，所述的超导覆合散热底板与太阳能电池阵列之间通过导热绝缘胶粘接，所述的太阳能电池阵列为砷化镓光伏电池，所述的二次光学元件聚光镜内间隔设有光输出折射板，呈三角形的光输出折射板的两边反射面的长度方向为长方形。

本发明的优点和积极效果是：与现有技术相比，1．该装置光损失少，系统发电及集热效率高。2.二次光学元件能提高光线的偏离容忍度，同时可以增强太阳能电池表面的光强分布均匀性。3.强制水循环冷却系统能有效降低电池温度，电池的使用寿命和转换效率将得到提升，回收的热量得到进一步利用，系统的综合能量利用率可超过70%。

附图说明

图1为本发明的主视剖视结构示意图:

其中，1-二次光学元件、2-光输出折射板、3-太阳能电池阵列、4-超导覆合散热底板、5-绝热材料、6-导热金属、7-螺钉、8-流通管路。

图2为二次光学元件1俯视图

图3为超导覆合散热底板4俯视图

图4为换热器俯视图

具体实施方式   

以下结合附图，对本发明作进一步的描述：

见附图1，整个装置通过绝热材料5固定在定日架上。二次光学元件1聚光镜内间隔设有光输出折射板2，二次光学元件1与光输出折射板2的底平面布有太阳能电池阵列3，太阳能电池阵列3的底面固定有超导覆合散热底板4，超导覆合散热底板4底平面固定有导热金属6，导热金属6外周通过螺钉7固定绝热材料5，导热金属6内间隔分布有流通管路8；流通管路8通过管道与用热器循环连通。二次光学元件1光接收端为圆形，三角形的光输出折射板2的两边反射面长度方向为长方形，太阳能电池阵列3按照方形阵列排布，与二次光学元件1的光输出端一一对应，超导覆合散热底板4与太阳能电池阵列3通过导热绝缘胶粘接，太阳能电池阵列3为砷化镓光伏电池。

见附图1，整个装置通过绝热材料5固定在定日架上。通过定日架对太阳光的跟踪，使太阳光直射在二次光学元件1的聚光镜上进行第一次聚光，太阳光透过二次光学元件1的聚光镜照射在光输出折射板2的折射，形成二次聚光的二次光学元件1，通过太阳光直射二次光学元件1聚光直接照射在以砷化镓光伏电池作发电媒体的太阳能电池阵列3，一方面太阳能电池阵列3在太阳光的直接照射下发电，另外太阳能电池阵列3产生的高热通过导热金属6加热流通管路8内的循环水，使加热的循环水向用热器供热，温度降低的循环水在流经流通管路8时再次被加热，形成太阳能电池阵列3发电和流通管路8的热水循环，实现太阳能的综合利用。