[发明专利]基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统及方法，发电系统包含基座、第一支撑杆、第二支撑杆、壳体、水箱、壳体、球形透镜、聚光光伏发电模块、温差发电模块、导轨、滑块、USB接口和水冷换热器；聚光光伏发电模块将太阳能高效转化为电能，其余转化为热能；温差发电模块则将高品质热能部分转化为电能，其余低品质热能传递给水冷散热器；水冷散热器将低品质热能以显热形式储存在水中以及以潜热形式储存在相变材料颗粒中。本发明对太阳能进行梯级利用，产生的电能通过USB接口给各类电子产品充电，产生的热量可用于生活所需。

技术领域

本发明涉及一种新型太阳能梯级利用装置，尤其涉及一种基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统及方法。

背景技术

随着社会的进步，科学技术的发展，人们携带的电子产品越来越丰富。在野外科考、露营时没办法获取电能给各类电子产品充电，从而无法点亮光源以及与外界通讯，给生活带来极大的不便。

野外宿营时难以获取足够的热水来满足生活所需。因此，需要一个热源给予野外生活所需的热水等物质。

聚光光伏电池能够达到相当高的转化效率，并且未被转化成电能的部分则以热能形式散走而未得到足够好的利用。

高效温差发电技术（塞贝克效应）能够将高品质热能部分转化为电能，最后将低品质热能传递给冷流体。

相变储热材料是利用潜热储热，能够在融点温度范围内储存大量热量，储能密度高，以保证温度范围合理，设备体积较小。

虽然目前已有部分人做了将聚光光伏、温差发电以及相变储热相结合的研究，但是还未提出将热虹吸效应结合到其中使散热自发运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统及方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统，包含基座、第一支撑杆、第二支撑杆、壳体、水箱、壳体、球形透镜、聚光光伏发电模块、温差发电模块、导轨、滑块、USB接口和水冷换热器；

所述第一支撑杆、第二支撑杆均竖直设置，且第一支撑杆、第二支撑杆的下端均和所述基座固连；

所述壳体固定在所述第一支撑杆上端、用于固定所述球形透镜；所述导轨设置在所述壳体内、形状和所述球形透镜下边缘相匹配；所述滑块设置在所述导轨上，且滑块上设有锁止机构、使得所述滑块能够沿着所述导轨滑动或锁止；

所述聚光光伏发电模块、温差发电模块、水冷换热器均固定在所述滑块上，其中，所述聚光光伏发电模块呈板状；所述温差发电模块的热端紧贴于聚光光伏模块的背面、冷端紧贴于水冷散热器上；

所述滑块用于使得调整所述温差发电模块使其正面位于球形透镜的聚光焦点上；

所述水箱固定在所述第二支撑杆上端，其内设有水和相变材料颗粒的混合液、所述相变材料颗粒的融点低于水的沸点；所述水箱上设有入口和出口，所述入口高于出口，且出口、入口分别通过能够伸缩的软管和所述水冷换热器的输入口、输出口密闭联通；

所述USB接口设置在所述壳体上，分别和所述聚光光伏发电模块的输出端、温差发电模块的输出端电气相连。

作为本发明基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统进一步的优化方案，所述球形透镜采用玻璃或亚克力材料制成。

作为本发明基于热虹吸效应的相变储热聚光光伏温差发电系统进一步的优化方案，所述温差发电模块的热端通过银硅脂紧贴于聚光光伏模块的背面、冷端通过银硅脂紧贴于水冷散热器上，且温差发电模块的热端和聚光光伏模块的背面固连、温差发电模块的冷端和水冷散热器固连。