[发明专利]一种集聚光光伏发电与光催化水净化于一体的太阳能利用系统

说明书

一种集聚光光伏发电与光催化水净化于一体的太阳能利用系统，包括太阳能光伏板、光催化反应器、污水循环装置、气体循环装置和聚光器，其中太阳能光伏板的背板通过导热胶粘贴于光催化反应器中导热性高的盖板上，光催化反应器面对太阳，污水循环装置包括污水箱、水管和气液分离器，污水箱设于光催化反应器上方，气体循环装置包括通过气体管道依次连接的单向阀、冷却器、气体储罐、阀门、气泵、调节阀和气体流量计，气体被冷却器冷却后通过气泵通入到光催化反应器中，冷却的气体与污水进行直接接触换热为太阳能光伏板降温，并为污水循环提供动力，实现太阳能光伏板在低温下高效发电并能同时进行高效的光催化水净化的目的，提高太阳能的利用效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电和光催化水净化领域。

背景技术

太阳能作为一种无污染、可再生的新能源有着非常广阔的发展前景，特别是在光伏发电和光催化水处理方面得到了广泛的应用。光伏电池受温度等环境因素影响很大，当温度升高时，光伏电池输出电压将下降，一般温度每升高1℃，发电效率就会下降0.4％，普通太阳能光伏板的正常工作温度一般在20-25℃，而普通太阳能光伏板在夏季时的工作温度可达到70℃以上，冬季的工作温度可达到50℃以上，因此太阳能光伏发电系统的热量聚集造成工作温度的上升，是影响其发电效率和使用寿命的主要因素，特别是在使用聚光器时，光伏电池的工作温度会更高。目前解决此项难题的主要技术是采用水冷式循环系统，将产生的热量通过冷却水排放到环境中。光催化水净化技术是通过紫外光和光催剂对水中的有机物进行氧化分解，最后生成无害的水和二氧化碳，而光催化水净化技术只能利用太阳光中的一部分紫外光，对太阳能的利用率不高。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，有必要对光伏发电和光催化水净化装置进行改进，以达到同时降低太阳能光伏板的温度和提高太阳能利用率的目的。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种能高效利用太阳能、无需额外提供能量的装置，将聚光光伏发电与光催化水处理技术耦合于一体的太阳能利用系统，克服现有技术中太阳能光伏板的工作温度受季节影响发电效率低和光催化水净化效率低的问题，同时提高太阳能的利用效率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种集聚光光伏发电与光催化水净化于一体的太阳能利用系统，包括太阳能光伏板、光催化反应器、污水循环装置、气体循环装置和聚光器，其特征在于：所述光催化反应器由上盖板、下盖板、左侧板、右侧板、顶板和底板围成，所述下盖板由导热性能高的材料制成并通过导热胶粘贴于所述太阳能光伏板的底面，所述上盖板由紫外光透过率高的材料制成，所述光催化反应器设于所述太阳能光伏板的上方，所述光催化反应器面对太阳，所述太阳能光伏板的正面朝下，并通过聚光器将太阳光聚集到所述太阳能光伏板的正面；所述底板上分布多个进气口，所述顶板上分布多个气液出口，所述左侧板和右侧板的靠近底部设有进水口；所述污水循环装置包括污水箱、水管和气液分离器，所述污水箱底面设有多个气液入口，所述污水箱顶面设有出气口，所述污水箱两侧靠近底部设有两个出水口，所述污水箱和所述光催化反应器通过水管相连通，所述污水箱设于所述光催化反应器上方，所述气液分离器设于所述污水箱上方，所述光催化反应器中设有光催化剂；所述气体循环装置包括通过气体管道依次连接的单向阀、冷却器、阀门、气体储罐、气泵、调节阀和气体流量计，所述出气口与所述单向阀连接，所述调节阀与所述进气口连接；所述冷却器对气体进行冷却，所述气体循环装置通过所述气泵驱动冷却气体进入所述光催化反应器中，流动的冷却气体带动污水循环。

进一步，还包括控制器，所述太阳能光伏板的背板设有多个温度传感器，所述控制器与所述温度传感器和所述调节阀电连接，所述控制器能根据温度传感器所测的温度自动调节所述调节阀的开度来控制气体的流量，进而对太阳能光伏板的背板温度进行调节。

进一步，所述气体为空气或臭氧。

进一步，所述上盖板为石英玻璃板或硼硅玻璃板。

进一步，所述污水箱和气体管道外包裹一层保温层。