CN104993785A - 一种热电联产的线聚光太阳能利用装置 - Google Patents

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Abstract

一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，包括反射镜列、吸热器和光伏电池，所述光伏电池安装在所述吸热器的两侧或相邻两组的反射镜列间隔上方，所述反射镜列分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器上实现产热，或者分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所在一侧的所述光伏电池上，实现太阳能发电，光伏电池受光面正对下方布置或者分成两半，分别向间隔两侧抬起一定角度；本发明将太阳能光热和光伏两种发电方式相互结合，优势互补，从而更为有效的利用太阳能资源。

Description

一种热电联产的线聚光太阳能利用装置
技术领域
本发明太阳能利用技术领域，具体涉及一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，用于利用太阳能时根据需要灵活的产生热量或者电能。
背景技术
随着经济社会的不断发展，能源的需求与日俱增，化石能源存在污染日益严重且不可再生的问题，发展清洁可再生的能源势在必行。太阳能储量丰富，是一种环保清洁的可再生能源，受到了人们的广泛关注。
太阳能利用形式主要包括光热和光伏两种。光热是指使用太阳能加热工质，工质吸收能量到达高温的状态后被利用，光热可分聚光和非聚光两大类。聚光利用可以产生比较高的温度，甚至用于产生高温高压蒸汽推动汽轮机发电，太阳灶是其代表。非聚光利用温度较低，典型实例包括太阳能热水器等。光伏是指使用太阳能光伏电池板将太阳能直接转换为电能。
目前太阳能利用方式包括光伏发电、太阳能热水器以及聚光太阳能热利用装置，其中聚光太阳能热利用装置通过对太阳光聚光后产生更高的温度利用从而具有更广的应用范围。单独使用某一种太阳能利用方式对应的装置存在的问题是这几种方式都只能产生电能或者热量。对于只产生热量的***，在夏天炎热天气时，热量无法利用；而只产生电能的装置，如果在冬天供暖季，则存在能量利用效率低的问题。如果同时要产生热和电，需要采用两种不同的装置，投资比较大。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，将太阳能光热和光伏两种发电方式相互结合，优势互补，从而更为有效的利用太阳能资源。
在以线性菲涅尔为代表的线聚光热发电技术中，为了提高***的热发电效率，需要提高集热场的聚光比，因此本发明的技术方案总体来讲是在多列一次反射镜聚光的基础上，进一步采用二次反射镜，将入射光进一步集中，将集热介质加热到更到的温度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，包括反射镜列2、吸热器3和光伏电池4，所述吸热器3安装于反射镜列2中央上方，所述光伏电池4受光面朝下并安装在所述吸热器3的两侧，所述反射镜列2分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器3上实现产热，或者分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到反射镜列2所在一侧的光伏电池4上，实现太阳能发电。
所述吸热器3和光伏电池4的背面还安装有受光面朝上的光伏电池。
还包括控制器，根据需要设置部分反射镜列2将太阳光反射到吸热器3上集热，同时部分反射镜列2将太阳光反射到所述光伏电池4上发电。
所述光伏电池4的背面安装有用于散热的散热片及冷却水循环***。
所述反射镜列2配备有蓄电池，提供一段时间内驱动反射镜列2跟踪太阳的电量，在这段时间里启动装置供电，在实现装置的自维持运行基础上，根据需要产生热量及电力。
所述吸热器3配备有储热装置，用于在夜间提供热量，满足夜间供暖的需求。
一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，包括反射镜列2、吸热器3和光伏电池4，所述光伏电池4为整体或分成两半安装于相邻两组的反射镜列2的间隔上方，分成两半时，两半分别向间隔两侧抬起预设角度，用于尽可能多的接收间隔两侧的反射镜列2反射的太阳光；所述光伏电池4受光面朝下，间隔两侧的反射镜列2各自跟踪太阳并保持反射光线照射到光伏电池4上，实现太阳能发电；所述吸热器3安装在所述光伏电池4的两侧，其他的反射镜列2分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器3上实现产热。
所述吸热器3和光伏电池4的背面还安装有受光面朝上的光伏电池。
还包括控制器，根据需要设置部分反射镜列2将太阳光反射到吸热器3上集热，同时部分反射镜列2将太阳光反射到所述光伏电池4上发电。
所述光伏电池4的背面安装有用于散热的散热片及冷却水循环***。
所述反射镜列2配备有蓄电池，提供一段时间内驱动反射镜列2跟踪太阳的电量，在这段时间里启动装置供电，在实现装置的自维持运行基础上，根据需要产生热量及电力。
所述吸热器3配备有储热装置，用于在夜间提供热量，满足夜间供暖的需求。
本发明和现有技术相比较，具备如下优点：
采用本发明热电联产的线聚光太阳能利用装置，可以灵活的根据需要实现发电及供热，在相同面积下，与采用两种供热及发电两种装置比，仅需要发电或者供热时，可以将所有面积用来发电或者供热，从而提供更大的功率输出，而装置成本与单独供热及发电相比增加很少，比供热及发电两套设备综合要小很多。在我国西部野外的值班室，冬天需要供暖，夏季需要供电制冷，采用这种方式，只需要电网提供少量的电源维持装置运行，即可满足供暖和制冷的需求。如电网发生故障，可以采用配备蓄电池的装置，在冬天需维持***集热时，设置部分镜列照射到光伏电池上产生电能用于维持装置独立运行。
附图说明
图1为现有线聚光集热太阳能利用装置；
图2为本发明第一实施例的吸热器两侧安装光伏电池的太阳能热电联产装置(产热状态)；
图3为根据本发明第一实施例的吸热器两侧安装光伏电池的太阳能热电联产装置(发电状态)；
图4为根据本发明第二实施例的光伏电池安装于相邻两组线聚光太阳能热利用装置间隔中部上方的太阳能热电联产装置，其中光伏电池采用受光面正对下方；
图5为根据本发明第二实施例的光伏电池安装于相邻两组线聚光太阳能热利用装置间隔中部上方的太阳能热电联产装置，其中光伏电池分成两半，分别向两侧抬起一定角度。
图6为根据本发明第二实施例的吸热器背面及光伏电池背面安装其他光伏电池，并安装于间隔上方的太阳能热电联产装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，为现有的线聚光集热太阳能利用装置，包括反射镜列2及吸热器3，反射镜列2各自跟踪太阳将太阳光反射到吸热器3上，吸热器3内通过集热工质的流动吸收太阳辐射产生高温提供热量。
如图2所示，为本发明第一实施例提出的热电联产的线聚光太阳能利用装置(产热状态)，包括反射镜列2、吸热器3和光伏电池4，吸热器3安装于反射镜列2中央上方，光伏电池4受光面朝下并安装在吸热器3的两侧，反射镜列2各自跟踪太阳将太阳光反射到吸热器3上，实现产热。
如图3所示，为本发明第一实施例提出的热电联产的线聚光太阳能利用装置(发电状态)，包括反射镜列2、吸热器3和光伏电池4，吸热器3安装于反射镜列2中央上方，光伏电池4受光面朝下并安装在吸热器3的两侧，吸热器3两侧的反射镜各自跟踪太阳将太阳光反射到所在一侧的光伏电池4上，实现太阳能发电。
如图4所示，为本发明第二实施例提出的热电联产的线聚光太阳能利用装置，其中光伏电池4安装于相邻两组线聚光装置的间隔上方，光伏电池4受光面正对下方布置，间隔两侧的反射镜列2各自跟踪太阳并保持反射光线照射到光伏电池4上，实现太阳能发电。吸热器3安装在所述光伏电池4的两侧，其他的反射镜列2分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器3上实现产热。
如图5所示，为本发明第二实施例提出的热电联产的线聚光太阳能利用装置，其中光伏电池4分成两半，分别向间隔两侧抬起预设角度，用于尽可能多的接收间隔两侧反射镜列2反射的太阳光。
如图6所示，为本发明第二实施例提出的热电联产的线聚光太阳能利用装置，吸热器3背面及光伏电池4背面安装有受光面朝上的其他光伏电池5。吸热器3的背面及上述光伏电池4背面安装其他光伏电池5，用于直接吸收太阳辐射发电，当然在吸热器背面3及上述光伏电池4背面安装其他光伏电池的技术方案同样适用于本发明第一实施例。
在本发明第一实施例和第二实施例的热电联产的线聚光太阳能利用装置中还包括控制器，根据需要设置部分反射镜列照射到吸热器上集热同时部分反射镜照射到光伏电池上发电。
在本发明第一实施例和第二实施例的热电联产的线聚光太阳能利用装置中，在光伏电池4背面安装散热片及冷却水循环***(图中未示出)，用于散热，从而提高光伏电池的发电效率。
在本发明第一实施例和第二实施例的热电联产的线聚光太阳能利用装置中，反射镜列2配备蓄电池(图中未示出)，提供一段时间内驱动反射镜列2跟踪太阳的电量，在这段时间里启动装置供电，在实现装置的自维持运行基础上，根据需要产生热量及电力。
在本发明第一实施例和第二实施例的热电联产的线聚光太阳能利用装置中，吸热器3配备储热装置(图中未示出)，用于在夜间提供热量，满足夜间供暖的需求。
以上所述，仅为本发明的一部分具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：包括反射镜列(2)、吸热器(3)和光伏电池(4)，所述吸热器(3)安装于反射镜列(2)中央上方，所述光伏电池(4)受光面朝下并安装在所述吸热器(3)的两侧，所述反射镜列(2)分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器(3)上实现产热，或者分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到反射镜列(2)所在一侧的光伏电池(4)上，实现太阳能发电。
2.根据权利要求1所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述吸热器(3)和光伏电池(4)的背面还安装有受光面朝上的光伏电池。
3.根据权利要求1所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：还包括控制器，根据需要设置部分反射镜列(2)将太阳光反射到吸热器(3)上集热，同时部分反射镜列(2)将太阳光反射到所述光伏电池(4)上发电。
4.根据权利要求1所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述光伏电池(4)的背面安装有用于散热的散热片及冷却水循环***。
5.根据权利要求1所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述反射镜列(2)配备有蓄电池，提供一段时间内驱动反射镜列(2)跟踪太阳的电量，在这段时间里启动装置供电，在实现装置的自维持运行基础上，根据需要产生热量及电力。
6.根据权利要求1所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述吸热器(3)配备有储热装置，用于在夜间提供热量，满足夜间供暖的需求。
7.一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：包括反射镜列(2)、吸热器(3)和光伏电池(4)，所述光伏电池(4)为整体或分成两半安装于相邻两组的反射镜列(2)的间隔上方，分成两半时，两半分别向间隔两侧抬起预设角度，用于尽可能多的接收间隔两侧的反射镜列(2)反射的太阳光；所述光伏电池(4)受光面朝下，间隔两侧的反射镜列(2)各自跟踪太阳并保持反射光线照射到光伏电池(4)上，实现太阳能发电；所述吸热器(3)安装在所述光伏电池(4)的两侧，其他的反射镜列(2)分别各自跟踪太阳并将太阳光反射到所述吸热器(3)上实现产热。
8.根据权利要求7所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述吸热器(3)和光伏电池(4)的背面还安装有受光面朝上的光伏电池。
9.根据权利要求7所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：还包括控制器，根据需要设置部分反射镜列(2)将太阳光反射到吸热器(3)上集热，同时部分反射镜列(2)将太阳光反射到所述光伏电池(4)上发电。
10.根据权利要求7所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述光伏电池(4)的背面安装有用于散热的散热片及冷却水循环***。
11.根据权利要求7所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述反射镜列(2)配备有蓄电池，提供一段时间内驱动反射镜列(2)跟踪太阳的电量，在这段时间里启动装置供电，在实现装置的自维持运行基础上，根据需要产生热量及电力。
12.根据权利要求7所述的一种热电联产的线聚光太阳能利用装置，其特征在于：所述吸热器(3)配备有储热装置，用于在夜间提供热量，满足夜间供暖的需求。
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