[发明专利]一种太阳能全光谱分频能量主动调控方法及装置

说明书

本发明属于聚光太阳能综合利用技术领域，提供了一种太阳能全光谱分频能量主动调控方法及装置，本方法通过得到与β_n关联式和与β_n关联式，其中为聚光装置主动偏转角β_n后的集热量占比，为聚光装置主动偏转β_n后的发电量占比；根据已获得的与β_n关联式和与β_n关联式，控制聚光装置进行主动偏转β_n即可实现子系统热电需求与本装置热电输出达到相互匹配；本装置包括聚光装置、集热装置、复合光谱分频器以及光伏电池，所述复合光谱分频器位于所述聚光装置与所述集热装置之间的聚光路径中，所述光伏电池位于所述复合光谱分频器与所述光伏电池之间的反射路径中。本发明解决了光谱能量分配方案与辐照、负荷同时变动的复杂的变工况条件不适应不匹配的问题。

技术领域

本发明属于太阳能光伏/光热综合利用技术领域，具体涉及一种太阳能全光谱分频能量主动调控方法及装置。

背景技术

光伏及光热利用为目前太阳能利用的主要技术手段。但太阳能光伏仅能利用部分波段太阳辐射，太阳能光热利用存在利用效率较低、成本较高等问题。对此，众多研究者对采用分频装置，将部分适宜光伏的波段分配给光伏电池，剩余波段分配给光热利用的太阳能光伏/光热综合利用技术展开研究。该技术因太阳能综合利用率高，可同时满足电、热甚至冷等不同形式的能量需求而日益受到关注。

已有的光谱能量分配多是通过固定分频截止波长的分频膜将可见光波段光谱能用于光伏发电，紫外和红外波段光谱能用来集热，满足后续系统的热能需求。固定分频截止波长意味着光谱能量分配方案时时不变。但在实际运行中，源侧太阳辐照强度、太阳光谱能量分布以及用户侧电、热能量需求时常变动。固定不变的光谱能量分配方案难以与复杂的变工况条件相适应，保证系统能够时刻满足用户侧热电需求，维持系统综合性能最优。

发明内容

本发明提供一种太阳能全光谱分频能量主动调控方法及装置，解决了目前太阳能分频光伏/光热利用技术中，固定的光谱能量分配方案与辐照、负荷同时变动的复杂的变工况条件不适应不匹配的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能全光谱分频能量主动调控方法，包括聚光装置和集热装置，所述聚光装置将聚集的光反射至所述集热装置上，还包括复合光谱分频器和光伏电池，所述复合光谱分频器位于所述聚光装置与所述集热装置之间的聚光路径中，所述光伏电池位于所述复合光谱分频器与所述光伏电池之间的反射路径中，所述调控方法具体包括以下步骤：

步骤S1、确定所述聚光装置的跟踪偏转角度：

S1-1、在确定方位太阳光束入射下，所述聚光装置进行太阳光跟踪偏转，使太阳光通过所

述聚光装置反射至所述复合光谱分频器上；

S1-2、记录当下所述聚光装置的跟踪偏转角度，小于等于90°；

步骤S2、计算所述聚光装置跟踪偏转后集热量占比和发电量占比，具体计算方法，包括如下步骤：

S2-1、记录所述聚光装置接收到的辐射通量所述集热装置接收到的集热量以及所述光伏电池接收到的发电量

S2-2、得出所述聚光装置跟踪偏转后集热量占比和发电量占比步骤S3、将步骤S1中所述聚光装置跟踪偏转后此时所述聚光装置所在平面定义为参照面；步骤S4、计算所述聚光装置主动偏转β_n后集热量占比和发电量占比具体计算方法，包括如下步骤：

S4-1、调控所述聚光装置进行主动偏转；

S4-2、记录进行主动偏转后所述聚光装置的主动偏转角β_n，β_n为所述聚光装置进行主动偏转后当下所述聚光装置所在平面与参照面之间的夹角，参照面顺时针方向为正，参照面逆时针方向为负；