[发明专利]基于纳米流体与菲涅尔聚光式光伏热装置

摘要

本发明公开了一种基于纳米流体与菲涅尔聚光式光伏热新型装置，包括太阳能光伏热CPV/T装置阵列、菲涅尔聚光镜、系统纳米流体冷却工质出口、横竖固定轴、系统纳米流体工质入口、横排固定阵列、竖排固定阵列、单元光伏热装置冷却工质循环出口、单元光伏热装置冷却工质循环入口、纳米流体输送管道。本发明不仅实现了对太阳能光电系统与光热系统的耦合，利用大面积菲涅尔聚光镜将太阳辐射聚集在太阳能光伏热CPV/T装置上，而且利用纳米流体的分频吸收辐射特性与高效导热特性，在上层流道吸收太阳能的红外光照与对PV组件的冷却。提高对太阳能的光热转换效率，与冷却PV组件，维持较高的光电转换效率，从而提高太阳能的综合利用。

主权项

一种基于纳米流体与菲涅尔聚光式光伏热装置，其特征在于：所述装置包括太阳能光伏热CPV/T装置阵列、菲涅尔聚光镜、横竖固定轴、横排固定阵列、竖排固定阵列；若干横排固定阵列的一端间隔安装在横竖固定轴上，所述若干竖排固定阵列的一端间隔安装在横竖固定轴上；所述菲涅尔聚光镜的两端连接在横排固定阵列和竖排固定阵列的另一端上，形成一个底面为三角形的柱体，所述菲涅尔聚光镜为三角柱体的一个侧面；所述太阳能光伏热CPV/T装置阵列由若干个太阳能光伏热CPV/T装置组成，所述太阳能光伏热CPV/T装置阵列与菲涅尔聚光镜平行，插入三角柱体中，所述太阳能光伏热CPV/T装置阵列的一端连接在横排固定阵列上，另一端连接在竖排固定阵列上；所述太阳能光伏热CPV/T装置阵列的两个连接端下方设置纳米流体输送管道，所述纳米流体输送管道上方设置系统纳米流体冷却工质出口，下方设置系统纳米流体冷却工质入口；每个太阳能光伏热CPV/T装置与横排固定阵列连接端设置单元光伏热装置冷却工质循环入口，每个太阳能光伏热CPV/T装置与竖排固定阵列连接端设置单元光伏热装置冷却工质循环出口；所述太阳能光伏热CPV/T装置包括太阳能Si‑PV组件、上层透光玻璃、下层透光玻璃、上层纳米流体冷却工质腔道、左缓冲流道、右缓冲流道、纳米流体工质上层出口、下层纳米流体冷却工质腔道、纳米流体冷却工质下层入口，所述太阳能光伏热CPV/T装置为矩形“U”型状，开口处插入太阳能Si‑PV组件，使得整个装置形成上层纳米流体冷却工质腔道和下层纳米流体冷却工质腔道，所述上层纳米流体冷却工质腔道上方是上层透光玻璃，所述下层纳米流体冷却工质腔道的下方是下层透光玻璃；所述上层纳米流体冷却工质腔道的外端设置纳米流体工质上层出口，所述下层纳米流体冷却工质腔道的外端设置纳米流体冷却工质下层入口，纳米流体工质上层出口与纳米流体冷却工质下层入口位于同一矩形长边处，且在两个不同端点；所述纳米流体工质上层出口与纳米流体冷却工质下层入口之间为左缓冲流道，另一矩形长边为右缓冲流道，左缓冲流道分为上下两部分，上部与上层纳米流体冷却工质腔道连通，下部与下层纳米流体冷却工质腔道连通，右缓冲流道为一个整体，与上层纳米流体冷却工质腔道和下层纳米流体冷却工质腔道均连通；所述单元光伏热装置冷却工质循环出口与左缓冲流道的上部相连通，所述单元光伏热装置冷却工质循环入口与左缓冲流道的下部相连通；所述下层纳米流体冷却工质腔道与左缓冲流道的下部之间设置第一溢流口，下层纳米流体冷却工质腔道与右缓冲流道之间设置第二溢流口，所述上层纳米流体冷却工质腔道与右缓冲流道之间设置第三溢流口，上层纳米流体冷却工质腔道与左缓冲流道的上部之间设置第四溢流口，纳米流体冷却工质通过所述单元光伏热装置冷却工质入口进入左缓冲流道的下部，经过第一溢流口进入下层纳米流体冷却工质腔道，然后经过第二溢流口流向右缓冲流道，通过第三溢流口流向上层纳米流体冷却工质腔道，再经过第四溢流口再回到左缓冲流道的上部，通过单元光伏热装置冷却工质出口汇入纳米流体输送管道。