[发明专利]一种基于碟式聚光的复合分频太阳能光伏光热联产装置

说明书

本发明提供了一种基于碟式聚光的复合分频太阳能光伏光热联产装置，包括碟式聚光器和复合分频太阳能光伏光热接收器，所述固体分频器用于吸收短波长光，但聚光硅电池高响应波段可透过；所述液体分频器用于吸收其它近红外波长光，但聚光硅电池高响应波段可透过；所述固体分频器置于所述高透光玻璃内管内部，所述光伏电池电路板固定在金属壁上，所述聚光硅电池与光伏电池电路板连接；所述硅胶封装剂设置在所述高透光玻璃外管和所述聚光硅电池之间。本发明可以实现太阳辐射宽光谱分频，降低聚光电池组件温度的同时输出更高品位的热能，热能的转换和储存均在滤光液内进行，避免了二次换热引起的效率损失，提高了热效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏光热综合利用技术领域，具体涉及一种基于碟式聚光的复合分频太阳能光伏光热联产装置。

背景技术

聚光型太阳能光伏光热系统采用聚光技术，既可以解决太阳辐射能由于能流密度低导致光伏发电系统产电量不高的问题，还可以减少太阳能电池的使用量从而降低发电成本，同时通过在光伏组件背侧布置冷却流道来解决组件温度上升的问题，且回收的热量还可以二次利用，因此该系统在太阳能利用领域引起了不小的关注。但是，传统聚光型太阳能光伏光热系统的热采集器主要从光伏组件背面获取热量，所以热采集器的温度受限于光伏组件的温度。这是因为为了维持光伏组件的高效运行，太阳能电池的工作温度不能太高，进而其背面冷却流道中换热工质的出口温度也就不会太高，获得的热能品位相应很低。因此，为了获得较高光伏转换效率的同时获得高品位的热能以提高太阳能的综合利用效率，把新的技术和方法应用于聚光型太阳能光伏光热系统以解决光伏单元和光热单元的热耦合问题是非常必要的。其中，太阳能光谱分频技术在解决传统聚光型太阳能光伏光热系统热耦合问题上被寄予厚望。

但是，目前研究的基于太阳能光谱分频技术聚光型太阳能光伏光热系统多采用单一分频器(多层薄膜固体干涉滤光或选择性吸收液体滤光)，而实际上不同的单一分频器因各有优劣要实现太阳辐射宽光谱分频困难重重。中国专利“一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置”(申请公布号CN102779885A)已提出采用复合分频来实现光伏光热联产，但是他们所用的太阳能分频玻璃和液体分频器水均只能吸收近红外光，没有起到吸收电池非响应短波段光的作用，无法实现太阳辐射宽光谱分频，这样聚光型太阳能光伏光热系统综合效率提升受到限制，因此需要对复合分频器组合进行改进优化。此外，上述专利(申请公布号CN102779885A)采用的是复合抛物面聚光器，属于低倍聚光器，将此聚光器应用在太阳能光谱分频型光伏光热系统中不具有效率和经济优势，因为Otanicar等在《Applied Energy》(应用能源)(2015年140卷2期)上发表的“Envisioning advanced solar electricitygeneration:Parametric studies ofCPV/T systems with spectral filtering andhigh temperature PV”一文中指出采用光谱分频技术聚光型光伏光热系统要在高倍聚光条件下才凸显优势。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于碟式聚光的复合分频太阳能光伏光热联产装置，可以实现太阳辐射宽光谱分频，降低聚光电池组件温度的同时输出更高品位的热能，而且热能的转换和储存均在滤光液内进行，避免了二次换热引起的效率损失，提高了热效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。