[发明专利]曲面反射聚光太阳能光电光热分光谱利用装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能应用技术领域，提供一种曲面反射聚光太阳能光电光热分光谱利用装置。包括框架，安装于框架上部的透明盖板，安装于框架内部的太阳能吸热管，安装于框架内的曲面反射体，安装于框架底部的反射底板，安装于框架底部的光电转换装置。本装置能提高太阳能的利用效率，既能光伏发电，又能够提供热能，成本低，易于批量生产。

背景技术

太阳能资源丰富，取之不尽、用之不竭，分布广泛，只要有光照的地方就有太阳能。太阳能不受地域、海拔等因素的限制，可就近获得，随地取用；太阳能对环境友好，不使用燃料，是真正绿色环保的可再生能源。光伏发电直接从光能到电能的转换，不存在机械磨损，操作、维护简单，运行稳定可靠，寿命长，光伏发电对环境友好，不污染空气，不产生噪声，不使用燃料，是真正绿色环保的新型可再生能源；太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装，可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源；根据用电负荷容量可大可小，组合、扩容方便灵活。太阳能光热利用也取得了巨大的进步，太阳能光热发电已进入商业应用阶段；太阳能热水器已进入千家万户，受到人们的喜爱。太阳能是人类近期急需的补充能源、是未来能源结构的基础，太阳能必将在世界能源结构转换中担纲重任，成为理想的替代能源。

太阳能主要是以电磁能的形式辐射地表的，在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为295～2500nm 。短于295 nm和大于2500 nm波长的太阳辐射，因地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，不能到达地面。其中主要是近红外和可见光，共占辐射能的97%。光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的，光谱响应峰值所对应的入射光波长是不同的，晶体硅光电池光谱响应最佳在波长800~900nm，非晶硅光电池光谱响应最佳在波长500-600 nm，硒光电池只能为380~750nm。目前市面上流行的太阳能光伏发电系统，晶体硅光伏电池转换效率为13％～20％，非晶硅光伏电池只有5％～10％，硒光电池转换效率为11％～16％。可见，太阳能光伏电池只利用了太阳能的小部分，其他部分的太阳能转化为热能或者以其他形式浪费掉。

综上所述，为了解决现有太阳光伏发电设备效率低的缺点。目前发明太阳能分光谱利用装置，本装置具有太阳能聚光度高，太阳能利用效率高，既能光伏发电，又能够提供热能，操作、维护简单，运行稳定可靠，寿命长，结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装，可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源；可根据用电负荷容量可大可小，组合、扩容方便灵活，成本低，易于批量生产等优点。

发明内容

本发明提供一种曲面反射聚光太阳能光电光热分光谱利用装置，本装置能提高太阳能利用装置的聚光度，提高太阳能利用效率。既能光伏发电，又能够提供热能，操作、维护简单，运行稳定可靠，寿命长，结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装，可以很方便地与建筑物结合，构成建筑一体化太阳能应用系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源；可根据用电负荷容量可大可小，组合、扩容方便灵活，成本低，易于批量生产的太阳能利用装置。

本发明具体技术内容是：一种曲面反射聚光太阳能光电光热分光谱利用装置，包括框架，与框架连接的透明盖板，安装于框架内的太阳能吸热管，排列组装于框架上的曲面反射体阵列，与框架连接的反射底板，安装于框架内的光电转换装置，从而实现太阳能分光谱利用。

框架起支撑和固定透明盖板、太阳能吸热管、曲面反射体、反射底板、光电转换装置的作用，同时有一定的强度和刚度，保护装置不变形，在装配、运输、安装和使用过程中内部器件不受影响。框架可以采用钣金件，也可以用注塑成型材料，选材范围广。

透明盖板安装在框架上部，起透光，密封，保护内部结构等作用。透明盖板可以经过镀膜、凸、凹花纹等处理，以增加透光率。

太阳能吸热管起光热转化，加热工质的作用。太阳能吸热管用量少，其安装于框架内，易于保温处理，不与空气接触，故热量散失少，保温效果好，防冻，不受外力影响，铜管、真空玻璃管等都可以选用。

曲面反射体安装于框架内部。曲面反射体有多曲面结构，形成封闭曲面，封闭曲面具有反光功能。曲面反射体用量大，安装于框架内部，不受外部环境影响，可以选用便宜材料，并做成中空件或者用泡沫材料填充等。