[发明专利]光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置

说明书

本发明公开了光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；太阳能集热器包括聚光镜和集热管；温度检测单元用来检测集热管内的温度信息；温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息传输给控制单元；透光光伏电池组件单元位于聚光镜的上方；控制单元根据接收的温度信息给驱动单元发送指令；聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。本发明通过控制透光光伏电池组件单元的移动，来改变透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积，从而改变太阳能集热器所接收的太阳辐射能量，进而改变太阳能集热器的聚光比，达到控制集热管内温度的目的。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，具体是一种光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置。

背景技术

人类所需能量的绝大部分都直接或间接来自太阳，太阳能作为一种清洁、无污染、储量巨大的可再生能源，对其进行有效地开发利用是当下节能减排、可持续发展的重点研究方向。太阳能的转化利用方式主要包括：太阳能光热利用、太阳能光电利用、太阳能光化学利用、太阳能光生物利用等。光热利用是太阳能利用的主要形式，主要包括太阳能热水器、太阳能海水淡化、太阳灶、太阳温室等。太阳能光电利用主要有光伏发电技术，是利用半导体材料的光生电子效应直接把太阳能转变为电能的发电方式。

太阳能光热利用中，太阳能的能流密度较低，采用聚光的方式可将太阳能转化为较高品位的热能加以利用，几倍甚至几百倍地提高太阳能辐照强度。传统的聚光集热方式如槽式、线性菲涅尔等，因为集热器形状基本固定，其聚光比是一个常数，往往不能准确控制集热管的温度，随着日照辐射强度以及气候的变化，集热管内的温度将随之改变，产生较大的温度梯度和热应力，集热管易发生形变，将降低集热器的使用寿命以及经济性，这一局限性将极大阻碍太阳能集热器的发展。

太阳能光伏利用中，目前的光伏电池只能吸收太阳光的部分光谱，很多的能量以热的形式散失没有得到有效利用，光伏发电的效率不高。聚光光伏技术的显著优点是随着聚光比的增加，光电转化效率提高，但严重的散热问题，导致温度上升反而会降低光电转化效率，通常需要将温度控制在200摄氏度以下以获得较好的光电转化效率。光伏电池的厚度减小到微米量级可使其具备透光特性，在保障一定的光伏效率的同时，为光伏光热综合利用提供条件，提高太阳能利用效率。

发明内容

为了解决现有太阳能光热利用中太阳能集热器聚光比不可变以及太阳能光伏利用中太阳能光伏发电效率有限的问题，本发明提供了光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，该装置可实现太阳能光伏和太阳能光热的综合高效利用。

本发明光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；

所述太阳能集热器包括聚光镜和位于所述聚光镜焦线处的集热管；所述温度检测单元用来检测所述集热管内的温度信息；所述温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息传输给所述控制单元；

所述透光光伏电池组件单元位于所述聚光镜的上方；所述控制单元根据接收的温度信息给所述驱动单元发送指令，具体为：当温度信息高于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向增大聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；当温度信息低于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向减小聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；所述驱动单元根据指令驱动所述透光光伏电池组件单元移动；

所述聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。

本发明通过控制透光光伏电池组件单元的移动，来改变透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积，从而改变太阳能集热器所接收的太阳辐射能量，进而改变太阳能集热器的聚光比，达到控制集热管内温度的目的。

作为优选，为保障透光光伏电池组件单元的平稳移动，本发明还包括导轨，所述透光光伏电池组件单元安装于所述导轨上。