[发明专利]微热管式CPVT耦合温差发电装置在夏季的应用

说明书

一种新型微热管式聚光光伏光热与温差发电装置的耦合应用于夏季的热电联供系统，属于太阳能热利用技术领域，该系统包括聚光光伏光热系统、温差发电装置和热电联供建筑一体化系统。本系统通过微热管式聚光光伏光热系统产生的热水与冷水箱提供的冷水间的温差实现与温差发电装置的耦合，其中聚光光伏光热组件发出的电通过MPPT逆变器并到用户中使用，产生的热经过温差发电装置实现温差发电后集中到热水箱中统一供给用户做生活用水使用，温差发电产生的电储存在蓄电池中通过逆变器转化后供小功率电器使用。该系统使夏季高温时传统聚光光伏光热系统的热水产能过剩现象得到了改善，满足用户需求的同时提高了太阳能的综合利用效率。

技术领域

本发明涉及一种将微热管式复合抛物面光伏光热系统与温差发电系统有机结合到一起，并在夏天热水产能过剩的情况下加以应用以实现消纳部分热水的目的，属于太阳能光伏光热综合利用领域。

背景技术

太阳能是一种清洁能源，提高太阳能的利用效率可以减轻目前常规能源短缺所面临的危机。现在国内外在太阳能利用领域认可度较高的是太阳能光伏发电技术，一般太阳能晶硅电池的最大光电转换效率在18%-20%之间，其他未被利用的太阳辐射能大部分转化成热能被电池板吸收，吸热后导致电池板自身温度升高，根据太阳能电池自身的特性显示温度每升高1℃电效率会降低约0.5%，而且电池处在高温下运行对电池本身的寿命也有所影响。尤其夏天电池在经过低倍聚光后可达80-90℃，电池板实际光伏效率只有8%左右，考虑以上温度升高对电池的影响，现国内外多采用电池板背面布置热交换器来把电池板的热量带走从而提高电池效率，采用该方法既可以降低电池温度又可以起到余热回收利用的作用。该系统可以实现电能和热能的同时输出，但夏季太阳辐照强度相对较强使得系统产生的大量热水无法得到合理的利用，降低了太阳能的利用效率。

本发明主要采用微热管式聚光光伏光热系统与温差发电装置耦合到一起的方式，针对夏季高温情况下加以应用，在保证光伏组件均温性的同时实现热电联产，并将所产热水的温度与冷水温度的温差按照要求进行匹配，通过蛇形水冷板换热器在温差发电片两侧形成温度势差，实现进一步利用热水发电的目的，使夏季热水产能过剩的同时仍能产生一定的收益，提高太阳能在夏季的综合利用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种夏季使用的微热管式CPC-PV/T耦合温差发电装置的系统，在使各串联的太阳能电池保持在近似相等的温度下运行的同时，产生供用户使用的生活用水，并利用系统冷热端口的温度差结合温差发电片用于发电，实现在夏季热水产能过剩时更大程度的提高对太阳能的综合利用效率，对不同数量和品质的能量区分开来加以利用满足用户对电能和热能的需要。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种微热管式CPVT耦合温差发电装置在夏季应用的系统，主要包括微热管式CPC聚光PV/T组件、冷水箱、增压泵、调节阀、转子流量计、温差发电及供电装置、光伏发电利用装置、铠装热电偶、保温供热水箱等，冷水箱中的水经过水泵增压后先经过温差发电装置中发电片的冷端侧，再通过微热管式CPC-PV/T组件进一步换热，待水温提升到一定程度之后进入发电片热端侧从而在温差发电片两侧形成一定的温度差，最后热水经保温水箱收集并统一处理后供给用户作为生活用水使用。

所述微热管式CPC聚光PV/T组件包括CPC聚光器、光伏电池组件、平板微热管、保温材料、蛇形水冷换热器等，其中CPC聚光器通过镜托后螺纹连接固定在钢架上，光伏电池组件通过导热硅胶粘连的方式与平板微热管连接，微热管为内部多个微流道并列结构，工质为甲醇，蛇形水冷换热器同样是通过胶粘的方式固定于热管冷凝端，微热管中的工质吸收了电池板的热量后在蒸发段蒸发并沿着热管微通道向冷凝段移动，后经冷凝段粘连的蛇形水冷块内工质的换热冷却后变为液体回流到蒸发段完成一个循环。

所述微热管式CPC聚光PV/T系统中包括循环水泵、电动调节阀、转子流量计等，用来实现给水、水流量检测、水流量调节等目的。