本發(fā)明涉及太陽能光伏、光熱發(fā)電領域，尤其涉及一種太陽能光伏光熱一體化裝置及其熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

聚光光伏系統(tǒng)中的光伏電池只能將太陽總輻射能量的一部分轉(zhuǎn)化成電能，使用效率高的多結(jié)三五族太陽電池的光電轉(zhuǎn)化率為46％，其余站大部分的光能會轉(zhuǎn)化成熱能，如果不能將這部分熱能有效地置換出來，聚光區(qū)域內(nèi)會出現(xiàn)高溫，會導致該區(qū)域內(nèi)的光伏電池損壞。

但是對于一般的光伏光熱裝置無法在實現(xiàn)高光伏效率和高加熱效率的同時又獲得較高溫的加熱介質(zhì)。對于太陽能熱利用，低溫加熱時加熱器的效率更高，隨著加熱介質(zhì)的溫度的不斷提高，效率逐漸下降；因為加熱介質(zhì)溫度越高，會造成太陽能加熱裝置工作在較高的溫度，其向環(huán)境中散熱損失就增加，從而造成加熱效率下降。對于太陽能光伏利用，聚光太陽能電池的峰值功率也會隨著溫度的升高而降低，因此若能降低光伏電池溫度對提高光伏轉(zhuǎn)化效率有顯著的意義。因此要提高加熱效率和光伏效率，就必須實現(xiàn)低溫加熱和光伏電池良好的冷卻，不可避免地犧牲加熱介質(zhì)的溫度為代價，從而無法獲得較高的集熱介質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題提出的，本發(fā)明提供一種高效率的太陽能光伏光熱一體化裝置。

本方案是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種太陽能光伏光熱一體化裝置，其包括多功能聚光透鏡、光伏組件、制冷通道、旋轉(zhuǎn)臺以及分布在所述多功能聚光透鏡兩側(cè)的支撐架，所述旋轉(zhuǎn)臺上陣列有凹槽，所述凹槽由外到內(nèi)依次安裝有光伏組件、半導體制冷器、制冷通道、微型變流器，相鄰所述凹槽的制冷通道之間是相互貫通；所述多功能聚光透鏡包括菲涅爾有機玻璃透鏡、菲涅爾鋼化玻璃透鏡、固定框和硅膠密封墊，所述支撐架鉸接于固定框，所述菲涅爾有機玻璃透鏡與菲涅爾鋼化玻璃透鏡之間存在一定間隙，所述間隙兩側(cè)設有硅膠密封墊；所述支撐架上設有伸縮結(jié)構(gòu)，所述伸縮結(jié)構(gòu)帶動多功能聚光透鏡繞旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)臺為弧形，所述弧形的軸心線與所述多功能聚光透鏡的軸心線平行或重合。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)臺上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)臺與多功能聚光透鏡同步旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述多功能聚光透鏡與所述旋轉(zhuǎn)臺之間設有二次聚光器，所述二次聚光器與所述多功能聚光透鏡固定相連。

進一步地，所述間隙內(nèi)充有空氣或惰性氣體。

進一步地，所述光伏組件通過高溫導熱硅膠連接于半導體制冷器的冷端；所述半導體制冷器的熱端通過導熱硅膠與制冷通道相連，相鄰微型變流器之間采用并/串聯(lián)向外輸出電能。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)臺由保溫材料制成。

本發(fā)明還提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其包括orc發(fā)電系統(tǒng)，上述制冷通道的介質(zhì)作為加熱介質(zhì)。需要說明的是，加熱介質(zhì)不作特別限定，可以采用正丁烷、異丁烷,氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物質(zhì)作為加熱介質(zhì)。

進一步地，所述制冷通道的出口連接于熱電制冷器的熱端通道，所述熱端通道出口連接于orc發(fā)電系統(tǒng)，所述orc發(fā)電系統(tǒng)出口連接于熱電制冷器的冷端通道，所述冷端通道出口連接于制冷通道的入口。

進一步地，所述制冷通道的出口處設有溫度感應器，所述制冷通道的入口處設有溫度感應器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

①光伏光熱的綜合利用率高，采用半導體制冷器給光伏組件降溫，有利于提高光伏組件的光伏轉(zhuǎn)化率；同時半導體制冷器及時將熱量傳到制冷通道的加熱介質(zhì)，加熱介質(zhì)經(jīng)熱電制冷器再次加熱后用于orc發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，加熱介質(zhì)發(fā)電完成后，經(jīng)熱電制冷器后，再次進入制冷通道進行加熱。

②能量損失小，外置驅(qū)動裝置簡單；采用旋轉(zhuǎn)臺為弧形且弧形的軸心線與所述多功能聚光透鏡的軸心線平行或重合，當聚光透鏡安裝指定程序旋轉(zhuǎn)時，其所述聚光光線一直垂直于旋轉(zhuǎn)臺上的光伏組件，此時光伏組件的轉(zhuǎn)化率高，能量損失??；其次，設置微型變流器，可以有效避免光伏組件之間因光照強度不一樣產(chǎn)生電流不一致；再次，旋轉(zhuǎn)臺不旋轉(zhuǎn)且固定在基座上，有效避免帶動旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動而造成不必要能耗，簡化設備結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為多功能聚光透鏡的剖視圖；

圖3為旋轉(zhuǎn)臺的剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例一的旋轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。

一種太陽能光伏光熱一體化裝置，其包括多功能聚光透鏡1、光伏組件5、制冷通道24、旋轉(zhuǎn)臺2以及分布在所述多功能聚光透鏡兩側(cè)的支撐架4，所述旋轉(zhuǎn)臺2上陣列有凹槽23，所述凹槽23由外到內(nèi)依次安裝有光伏組件5、半導體制冷器6、制冷通道24、微型變流器54，相鄰所述凹槽23的制冷通道24之間是相互貫通；所述多功能聚光透鏡1包括菲涅爾有機玻璃透鏡11、菲涅爾鋼化玻璃透鏡12、固定框和硅膠密封墊，所述支撐架4鉸接于固定框，所述菲涅爾有機玻璃透鏡11與菲涅爾鋼化玻璃透鏡12之間存在一定間隙12，所述間隙12兩側(cè)設有硅膠密封墊；所述支撐架4上設有伸縮結(jié)構(gòu)41，所述伸縮結(jié)構(gòu)41帶動多功能聚光透鏡1繞旋轉(zhuǎn)臺2旋轉(zhuǎn)。需要說明的是，所述旋轉(zhuǎn)臺由保溫材料制成，可以有效抑制熱量向環(huán)境中散發(fā)，提高熱量的利用率；所述間隙12中可以充空氣或惰性氣體，優(yōu)選充惰性氣體，可以防止硅膠密封墊的老化時間，延長聚光透鏡的使用時間；另外，所述光伏組件5通過高溫導熱硅膠51連接于半導體制冷器6的冷端；所述半導體制冷器6的熱端通過導熱硅膠52與制冷通道24相連，所述微型變流器通過導熱硅膠53與制冷通道24相連，相鄰微型變流器之間采用并/串聯(lián)向外輸出電能。

所述多功能聚光透鏡1與所述旋轉(zhuǎn)臺2之間設有二次聚光器3，所述二次聚光器3與所述多功能聚光透鏡1固定相連。二次聚光器3可以使聚光透鏡1的光線更加均勻，避免光伏組件之間的光照強度不一。

實施例一

如圖4所示，所述旋轉(zhuǎn)臺2為弧形，所述弧形的軸心線與所述多功能聚光透鏡的軸心線平行或重合。此時，采用旋轉(zhuǎn)臺為弧形且弧形的軸心線與所述多功能聚光透鏡的軸心線平行或重合，當聚光透鏡安裝指定程序旋轉(zhuǎn)時，其所述聚光光線一直垂直于旋轉(zhuǎn)臺上的光伏組件，此時光伏組件的轉(zhuǎn)化率高，能量損失小。

旋轉(zhuǎn)臺不旋轉(zhuǎn)且固定在基座上，有效避免帶動旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動而造成不必要能耗，簡化設備結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

實施例二

所述旋轉(zhuǎn)臺上設有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(圖中未示出)，所述驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)臺與多功能聚光透鏡同步旋轉(zhuǎn)，可以保持光線時刻與旋轉(zhuǎn)臺上光伏組件垂直，提高轉(zhuǎn)化效率。

如圖5所示，本發(fā)明還提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其包括orc發(fā)電系統(tǒng)，上述制冷通道的介質(zhì)作為加熱介質(zhì)。需要說明的是，加熱介質(zhì)不作特別限定，可以采用正丁烷、異丁烷,氯乙烷、氨以及氟利昂系列等物質(zhì)作為加熱介質(zhì)。所述制冷通道的出口22連接于熱電制冷器7的熱端通道72，所述熱端通道出口連接于orc發(fā)電系統(tǒng)，所述orc發(fā)電系統(tǒng)出口連接于熱電制冷器的冷端通道71，所述冷端通道出口連接于制冷通道的入口21。其中，加熱介質(zhì)在orc系統(tǒng)出口處設有循環(huán)泵8，維持加熱介質(zhì)的正常流轉(zhuǎn)。

所述制冷通道的出口處設有溫度感應器t1，所述制冷通道的入口處設有溫度感應器t2；t1的溫度過低，則應該加大熱電制冷器的功率，可以適當提高加熱介質(zhì)進入orc發(fā)電系統(tǒng)的溫度，提高轉(zhuǎn)化率；同時t1顯示的溫度過低，也有可能光伏組件與半導體制冷器之間接觸不良，此時需要去查看光伏組件是否工作正常。t2顯示溫度過高，則應該加大循環(huán)泵的效率，從而有效地降低光伏組件的溫度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的光伏光熱的綜合利用率高，采用半導體制冷器給光伏組件降溫，有利于提高光伏組件的光伏轉(zhuǎn)化率；同時半導體制冷器及時將熱量傳到制冷通道的加熱介質(zhì)，加熱介質(zhì)經(jīng)熱電制冷器再次加熱后用于orc發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，加熱介質(zhì)發(fā)電完成后，經(jīng)熱電制冷器后，再次進入制冷通道進行加熱。能量損失小，外置驅(qū)動裝置簡單；采用旋轉(zhuǎn)臺為弧形且弧形的軸心線與所述多功能聚光透鏡的軸心線平行或重合，當聚光透鏡安裝指定程序旋轉(zhuǎn)時，其所述聚光光線一直垂直于旋轉(zhuǎn)臺上的光伏組件，此時光伏組件的轉(zhuǎn)化率高，能量損失??；其次，設置微型變流器，可以有效避免光伏組件之間因光照強度不一樣產(chǎn)生電流不一致；再次，旋轉(zhuǎn)臺不旋轉(zhuǎn)且固定在基座上，有效避免帶動旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動而造成不必要能耗，簡化設備結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形。