[发明专利]一种光伏热电一体式综合发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电装置，具体涉及一种光伏热电一体式综合发电装置。

背景技术

太阳能发电是现代社会中重要的能量来源。光伏发电和光热发电是太阳能发电的两种不同手段，一般情况下，光伏发电主要为大规模、独立式发电系统，光热发电主要为槽式和塔式高温发电系统，综合发电效率均低于25％。

太阳能集液器是光伏发电装置中最常见的设备，优化结构设计、提高太阳能余热利用率是提高太阳能综合利用率的重要手段。目前实际生产中提高光伏系统太阳能利用率的方式主要为：1.研究更高光电转换率的光伏材料，这种方法优点是使用方便，但是研发周期长、研究成本高是限制快速提高太阳能综合利用率的重要瓶颈。2.光伏/热水综合利用系统，利用光伏发电后剩余的太阳能资源对水进行加热，进行生产应用。这种方法是结构简单、成本低，但是生产出来热水温度较低、流量小、仅仅能满足一定的家用热水供应，无法获得更高品位的能源。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种光伏热电一体式综合发电装置，能有效地提高太阳能综合利用率、简化结构设计、不耗费外界能源的综合发电装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种光伏热电一体式综合发电装置，包括高温集热系统、光伏发电模块和光热热电发电模块，所述的光热热电发电模块包括自循环式热量传递系统和热电转换系统；

所述的高温集热系统包括装置主体，所述装置主体包括集热密封腔，所述集热密封腔由内表面涂有绝热层的金属外壁和双层减反增透膜透明夹板形成，双层减反增透膜透明夹板设于集热密封腔的腔室壁上表面，所述集热密封腔内设有将集热密封腔分隔为上腔室和下腔室的吸热金属板；

所述的光伏发电模块设于集热密封腔的上腔室；

所述热量传递系统包括金属密闭空腔，其由设于集热密封腔的下腔室的集液器和吸热段，以及设于集热密封腔背光外侧的冷凝腔和回流段依次首尾连接形成，其中吸热段的一端连通集液器，其另一端穿过集热密封腔的下腔室底部连通冷凝腔，回流段的一端连通冷凝腔，回流段的另一端穿过集热密封腔的下腔室底部连通集液器；所述冷凝腔顶部设有用于对金属密闭空腔进行抽真空或填充载体工质的真空充液口；

所述热电转换系统包括热电转换器和散热器，其中热电转换器的一端连接冷凝腔，其另一端连接散热器。

所述的载热工质选自丙酮、乙醇、甲醇和水中的一种，符合相应太阳能集液器和自循环热量传递系统的管道设计的蒸发温度和对应压力，并能具有较高的热容量。

所述自循环式热量传递系统充有载体工质的充液比为30～60％。

所述装置主体放置的倾斜角度＞30°。

所述双层减反增透膜透明夹板之间设有薄膜电池或多晶硅面板，用于增加太阳光的透过率。

所述金属密闭空腔处于-30～150℃的温度及0.1～1000kPa压力环境下，以保证密封效果。

所述真空充液口上设有用于控制其开闭的阀门。

所述吸热段和回流段均设于并联的金属管上。

所述并联的金属管的孔径小于16mm，以提高热量吸收率。

所述并联的金属管为圆直管型或蛇形管型。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

一种光伏热电一体式综合发电装置，采用光伏/光热发电与自循环热量传递系统相结合的方式生产光伏热电一体式综合发电装置，在高温集热系统内设置光伏发电模块、自循环热量传递系统和热电转换系统，利用光伏发电后剩余太阳能驱动系统运行，通过载热工质的液相变与气相变，将高温热量源源不断的传递至热电转换系统处进行发电，提高太阳能综合利用率；同时采用本发明既可以降低太阳能光伏发电模块温度，提高发电效率，延长使用寿命，又可以将剩余热量再次利用，提高太阳能综合利用率，不含运动部件，不消耗外界能源、结构简单，可靠性高，模块化生产成本低。

附图说明

图1本发明光伏热电一体式综合发电装置的整体结构示意图；

图2为本发明光伏热电一体式综合发电装置的金属管为圆直管型时集热密封腔的正面结构示意图；

图3本发明光伏热电一体式综合发电装置的金属管为为蛇型管型时集热密封腔的正面结构示意图。

其中，1、金属外壁；2、绝热层；3、吸热金属板；4、双层减反增透膜透明夹板；5、光伏发电模块；6、集液器；7、吸热段；8、回流段；9、冷凝腔；10、热电转换器；11、散热器；12、真空充液口；13、集热密封腔。