CN206290390U - 一种太阳能全光谱发电*** - Google Patents

一种太阳能全光谱发电*** Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能全光谱发电***，包括聚光***、分光‑聚光***、光伏发电***和光热发电***，聚光***包含若干反射镜、若干折射镜和凸透镜一；分光‑聚光***包含有分光器和凸透镜二，凸透镜二位于分光器的下方；光伏发电***由太阳能电池板组成；光热发电***由表面设置有吸热板一的锅炉和蒸汽发电机一组成，锅炉上的蒸汽出口与蒸汽发电机蒸汽入口相连，锅炉上的补水口与蒸汽发电机蒸汽出口相连，构成闭合的回路。该***将太阳辐射分为紫外光、可见光和红外光部分，减少了光伏电池主要的热接收，实现全光谱高效吸收太阳光能量，提高能量综合利用效率，组成简单，便于推广使用。

Description

一种太阳能全光谱发电***
技术领域
本实用新型涉及太阳能复合利用技术领域，特别涉及一种太阳能全光谱发电***。
背景技术
尽管太阳辐射能的总量可观，但就地球表面单位面积分布的辐射能而言，太阳能实际属于低能量密度的分布式能源，热能供应不稳定且非连续。99％的太阳辐射能量主要集中在200～3400nm的波长范围。其中，以紫外线和可见光为主的短波部分(波长200～800nm)约占太阳辐射能量的58％，其余以红外光为主的长波部分(波长800～3400nm)约占太阳辐射能量的42％。
目前，利用相关能量材料将太阳辐射能直接转换为电能的方法有两种：一是光伏发电技术，其关键能量转换元件为光伏电池；二是热电发电技术(也被称为半导体温差发电技术)，它是利用热-电转换材料，将红外光为主的长波辐射能直接转换为电能，其关键能量转换元件为半导体温差发电片。上述两类太阳能直接发电技术，均只在各自对应的特殊光谱范围内实现太阳辐射能的有效转换。
另外，太阳辐射光热转换(利用太阳能收集装置)，把太阳能辐射转换成热能利用，如太阳能热发电、太阳能热水器。
所以，目前太阳辐射的利用方式：光电、光热***大多是独立的，太阳辐射并未有效利用。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种太阳能全光谱发电***，该***可以同时利用太阳辐射中的紫外光、可见光和红外光部分，解决了现有技术中对太阳光利用不充分的问题。
一种太阳能全光谱发电***，包括聚光***、分光-聚光***、光伏发电***和光热发电***；
所述的聚光***包含若干块安装于太阳能双轴跟踪支架一102上的反射镜101、若干块安装于双轴跟踪支架二104上的折射镜103和安装于双轴跟踪支架三106上的凸透镜一105；
所述的分光-聚光***包含有安装于双轴跟踪支架上的分光器201和凸透镜二202；分光器201能将聚光***折射的太阳光进行光谱分离，得到紫外光部分、可见光部分与红外光部分；凸透镜二202位于分光器的下方，将分光器分离的红外光部分折射后，聚焦于吸热板；
所述的光伏发电***由太阳能电池板401组成，将接收到的可见光部分直接转换为电能输出；
所述的光热发电***由表面设置有吸热板一303的锅炉301和蒸汽发电机一302组成；锅炉上的蒸汽出口与蒸汽发电机蒸汽入口相连，锅炉上的补水口与蒸汽发电机蒸汽出口相连，构成闭合的回路；锅炉将接收到的红外光部分转换为水蒸气，水蒸气驱动蒸汽发电机转换为电能输出。
优选的，光热发电***由表面设置有吸热板二305的蓄热器304、热交换器307和蒸汽发电机二306组成；蓄热器304内装有导热油或热熔盐或空气中的一种；蓄热器通过管道与热交换器内的盘管308相连，并构成闭合的回路；热交换器307上的蒸汽出口与蒸汽发电机二306蒸汽入口相连，热交换器307上的补水口与蒸汽发电机二306蒸汽出口相连，构成闭合的回路。
本实用新型的优点：
1、该***将太阳辐射分为紫外光部分、可见光部分和红外光部分，紫外光部分、可见光部分进行光伏发电，较单独光伏发电***减少了光伏电池主要的热接收，使得散热压力和工作温度下降，发电效率提高；
2、红外光部分进行热量的高效接受转换，可实现全光谱高效吸收太阳光能量，提高能量综合利用效率；
3、本综合太阳能利用***，能够对太阳光谱全波段进行高效利用，能够在相同聚光***成本下，提高太阳辐射的利用率，从而降低能源成本；
4、本***组成简单，适合做大面积的推广使用，可实现在普通家庭、公共场所、地下商场等场所广泛应用的供电***。
附图说明
图1是本实用新型一种太阳能全光谱发电***第一种实施方式示意图；
图2是本实用新型一种太阳能全光谱发电***第二种实施方式示意图；
其中：101是反光镜；102是双轴跟踪支架一；103是折射镜；104是双轴跟踪支架二；105是凸透镜一；106是双轴跟踪支架三；201是分光器；202是凸透镜二；301是锅炉；302是蒸汽发电机一；303是吸热板一；304是蓄热器；305是吸热板二；306是蒸汽发电机二；307是热交换器；308是盘管；401是太阳能电池板。
具体实施方式
实施例1
一种太阳能全光谱发电***，包括聚光***、分光-聚光***、光伏发电***和光热发电***；
聚光***包含若干块安装于太阳能双轴跟踪支架一102上的反射镜101、若干块安装于双轴跟踪支架二104上的折射镜103和安装于双轴跟踪支架三106上的凸透镜一105；
分光-聚光***包含有安装于双轴跟踪支架上的分光器201和凸透镜二202；分光器201能将聚光***折射的太阳光进行光谱分离，得到紫外光部分、可见光部分与红外光部分；凸透镜二202位于分光器的下方，将分光器分离的红外光部分折射后，聚焦于吸热板；
光伏发电***由太阳能电池板401组成，将接收到的可见光部分直接转换为电能输出；
光热发电***由表面设置有吸热板一303的锅炉301和蒸汽发电机一302组成；锅炉上的蒸汽出口与蒸汽发电机蒸汽入口相连，锅炉上的补水口与蒸汽发电机蒸汽出口相连，构成闭合的回路；锅炉将接收到的红外光部分转换为水蒸气，水蒸气驱动蒸汽发电机转换为电能输出。
实施例2
一种太阳能全光谱发电***，包括聚光***、分光-聚光***、光伏发电***和光热发电***；
聚光***包含若干块安装于太阳能双轴跟踪支架一102上的反射镜101、若干块安装于双轴跟踪支架二104上的折射镜103和安装于双轴跟踪支架三106上的凸透镜一105；
分光-聚光***包含有安装于双轴跟踪支架上的分光器201和凸透镜二202；分光器201能将聚光***折射的太阳光进行光谱分离，得到紫外光部分、可见光部分与红外光部分；凸透镜二202位于分光器的下方，将分光器分离的红外光部分折射后，聚焦于吸热板；
光伏发电***由太阳能电池板401组成，将接收到的可见光部分直接转换为电能输出；
光热发电***由表面设置有吸热板二305的蓄热器304、热交换器307和蒸汽发电机二306组成；蓄热器304内装有导热油或热熔盐或空气中的一种；蓄热器通过管道与热交换器内的盘管308相连，并构成闭合的回路；热交换器307上的蒸汽出口与蒸汽发电机二306蒸汽入口相连，热交换器307上的补水口与蒸汽发电机二306蒸汽出口相连，构成闭合的回路。

Claims (3)

1.一种太阳能全光谱发电***，其特征在于：
所述***包括聚光***、分光-聚光***、光伏发电***和光热发电***；
所述的聚光***包含若干块安装于太阳能双轴跟踪支架一(102)上的反射镜(101)、若干块安装于双轴跟踪支架二(104)上的折射镜(103)和安装于双轴跟踪支架三(106)上的凸透镜一(105)；
所述的分光-聚光***包含有安装于双轴跟踪支架上的分光器(201)和凸透镜二(202)；分光器(201)能将聚光***折射的太阳光进行光谱分离，得到紫外光部分、可见光部分与红外光部分；凸透镜二(202)位于分光器的下方，将分光器分离的红外光部分折射后，聚焦于吸热板；
所述的光伏发电***由太阳能电池板(401)组成，将接收到的可见光部分直接转换为电能输出；
所述的光热发电***由表面设置有吸热板一(303)的锅炉(301)和蒸汽发电机一(302)组成；锅炉上的蒸汽出口与蒸汽发电机蒸汽入口相连，锅炉上的补水口与蒸汽发电机蒸汽出口相连，构成闭合的回路；锅炉将接收到的红外光部分转换为水蒸气，水蒸气驱动蒸汽发电机转换为电能输出。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能全光谱发电***，其特征在于：所述的光热发电***由表面设置有吸热板二(305)的蓄热器(304)、热交换器(307)和蒸汽发电机二(306)组成；蓄热器通过管道与热交换器内的盘管(308)相连，并构成闭合的回路；热交换器(307)上的蒸汽出口与蒸汽发电机二(306)蒸汽入口相连，热交换器(307)上的补水口与蒸汽发电机二(306)蒸汽出口相连，构成闭合的回路。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能全光谱发电***，其特征在于：所述的蓄热器(304)内装有导热油或热熔盐或空气中的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113465192A (zh) * 2021-08-12 2021-10-01 西安热工研究院有限公司 一种光伏光热热力互补的供储能***

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