[发明专利]一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源利用领域，具体涉及一种能高效利用太阳能的一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置。

背景技术

太阳能热气流烟囱发电的基本原理是利用太阳能加热集热棚内的空气，产生温差，导致空气密度变化引起对流，使热气流从烟囱中流出，因此空气加热愈厉害，密度差越大，烟囱越高，气流流动速度越大，发电量越大；现有的热气流烟囱发电各种布置方式对气流的加热效果很差，造成发电效率很低，一般在1-3％，致使到目前为止全世界还没有一个热气流烟囱发电站经过长期稳定的运行。西班牙的曼萨纳首斯附近建成的50kW的试验电站，太阳能集热器直径240m，太阳塔高195m，直径10m。1982-1986年间成功地运行了36个月后在一场大风中塔被吹倒至今未能重建(胡立业,太阳能塔热气流发电站.能源技术，2006，26卷增刊，91-93)；十年前就传说澳大利亚南部新南威尔斯州要建塔高1000米的热气流烟囱电站，但至今未见建成消息，可能都与发电效率低有关。尽管如此每年仍有大量关于热气流烟囱发电文献发表，说明全世界都在关注这种发电方式。但以前的研究都致力于在热气流的范围内寻找改进方法未能有任何突破性进展。而太阳能光伏发电作为已经产业化的太阳能利用技术，却因缺少高效而且易于实施的散热方法致使发电效率不高(张晓霞，候镜伟，殷盼盼，张国.太阳能光伏电池在聚光条件下冷却方式的研究，沈阳建筑大学学报，2008，24(6)：1091-1098)。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种同时利用太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电技术以提高总体发电效率的集成装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括集热棚底面以及设置在集热棚底面之上的集热棚顶盖，所述集热棚顶盖边缘与集热棚底面之间留有间隙，且在集热棚顶盖上设置有烟囱，集热棚出口或烟囱内设置有发电风扇，在集热棚顶盖上铺设有太阳能光伏电池板。

所述的太阳能光伏电池板覆盖在集热棚顶盖边缘；所述的太阳能光伏电池板覆盖整个集热棚顶盖；所述的太阳能光伏电池板背面带有强化换热元件翅片；所述的集热棚顶盖和集热棚底面以360°覆盖地面；所述的集热棚顶盖和集热棚底面以一小于360°的某一角度覆盖地面；所述的集热棚顶盖周向紧密连成一片，或分割成带间距的扇形区域。

本发明用背面带翅片等强化换热元件的光伏电池板部分或全部代替目前热气流烟囱发电装置的集热棚顶盖的玻璃，大棚中的气流可以冷却光伏电池板，使其发电效率大增，同时电池板的底面可以加热气流，形成热气流发电，使整个装置的综合效率得到提高。

这样结合有四个明显的优点：

(1)光伏电池得到有效的冷却，其发电效率可显著上升；

(2)大棚中的气流得到加热，可以用来驱动发电风扇；

(3)在相同的发电功率下，土地能得到有效的利用，集热棚顶面朝上部分的光伏电池板接受太阳能，产生电能，集热棚顶面朝下部分是光伏电池的散热面，加热集热棚中的气流。一个面积的土地同时被太阳能光伏和热气流烟囱两种发电方法所利用；

(4)本发明可以有效地提高太阳能电池板发电效率，提高基于太阳能热气流原理的动力装置的效率和可靠性，且具有能源利用效率高、结构简单等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括集热棚底面1以及设置在集热棚底面1之上的集热棚顶盖3，集热棚顶盖3边缘与集热棚底面1之间留有间隙，且在集热棚顶盖3上设置有烟囱4，集热棚出口或烟囱4内设置有发电风扇5，在集热棚顶盖3边缘或整个集热棚顶盖3上铺设有太阳能光伏电池板2。在太阳能光伏电池板2背面带有强化换热元件翅片6。

本发明的集热棚顶盖3和集热棚底面1以360°或小于360°的某一角度覆盖地面，且集热棚顶盖3周向紧密连成一片，或分割成带间距的扇形区域，以利于太阳能电池板表面的清洗。

本发明通过在集热棚顶盖3上铺设带翅片6的太阳能光伏电池板2利用其散热来加热进入集热棚的气流，同时提高太阳能光伏和热气流发电效率。