專利名稱：光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光電、光熱綜合利用的太 陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力能源的供應(yīng)日趨緊張，傳統(tǒng)用燃料生產(chǎn)的 電力能源， 一方面面臨著煤炭、石油的儲(chǔ)藏量越來(lái)越少的威脅，而另一方 面，利用燃料生產(chǎn)電力的同時(shí)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。由于太陽(yáng)能是 最干凈的能源，它隨處可見，而且它永遠(yuǎn)存在。因而越來(lái)越多的人把注意 力轉(zhuǎn)向利用太陽(yáng)能發(fā)電，特別是基于光電轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，利 用太陽(yáng)電池發(fā)電最重要的就是提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。人們?yōu)榇俗?了很多的努力，利用聚光鏡提高陽(yáng)光強(qiáng)度，使聚焦在太陽(yáng)電池板上，為了 進(jìn)一步提高太陽(yáng)電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，還為太陽(yáng)電池板裝上自動(dòng)跟蹤太 陽(yáng)裝置，無(wú)論太陽(yáng)和地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使它們之間的相對(duì)位置怎樣變化，太 陽(yáng)電池板可以一直保持正對(duì)太陽(yáng)，因而太陽(yáng)電池板的采光面可以采到盡可 能多的太陽(yáng)光。但太陽(yáng)電池板的光電轉(zhuǎn)換效率一方面隨著采集到的太陽(yáng)光 能的增加而增加，而另一方面位于聚光面上的太陽(yáng)電池板在采光的同時(shí)， 其自身的溫度也在不斷升高，太陽(yáng)電池板的光電轉(zhuǎn)換效率會(huì)隨著其自身溫 度的上升而下降的特性，這就難于使太陽(yáng)電池板的效率進(jìn)一步提高，而且 在光電轉(zhuǎn)換的同時(shí)太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱量也白白地浪費(fèi)了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系 統(tǒng)，該系統(tǒng)在提高光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)將太陽(yáng)輻射到太陽(yáng)電池上的熱量回 收，用來(lái)提供熱水。
本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，由太陽(yáng)電 池板及其安裝架構(gòu)成的發(fā)電裝置及太陽(yáng)跟蹤裝置組成，所述太陽(yáng)跟蹤裝置 由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的跟蹤控制電路構(gòu)成，其特征 在于系統(tǒng)上還有由貯水箱、冷水管、熱水管、連接冷水管與熱水管的分水 管及在每個(gè)分水管上與其為一體的吸熱板構(gòu)成的光熱利用裝置，太陽(yáng)電池 組安裝在與分水管為一體的吸熱板上成為太陽(yáng)電池板，太陽(yáng)電池組與吸熱 板之間有導(dǎo)熱絕緣膜，所述的連接冷水管與熱水管的分水管與冷水管、熱
水管密封、活動(dòng)連接，由N塊太陽(yáng)電池板及與太陽(yáng)電池板背面的N個(gè)分 水管連接的冷水管、熱水管被裝在安裝架上構(gòu)成一個(gè)光電、光熱綜合利用 的太陽(yáng)電池發(fā)電單元，其中N》1，該光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā) 電系統(tǒng)由一個(gè)以上的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電單元組成，兩個(gè) 相鄰發(fā)電單元的冷水管相通，最外側(cè)的冷水管接進(jìn)水開關(guān)，兩個(gè)相鄰發(fā)電 單元的熱水管相通，靠近貯水箱一側(cè)的熱水管通過(guò)溫控開關(guān)連接水箱。 本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)工作原理如
下由太陽(yáng)電池板構(gòu)成的太陽(yáng)電池陣列構(gòu)成系統(tǒng)的核心發(fā)電裝置，太陽(yáng)跟
蹤裝置使太陽(yáng)電池板跟蹤太陽(yáng)，從而更進(jìn)一步提高了太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換 效率，但由于太陽(yáng)跟蹤裝置使太陽(yáng)電池板始終正對(duì)太陽(yáng)，這也使太陽(yáng)電池 采光面的溫度升高，當(dāng)太陽(yáng)電池的工作溫升高時(shí)，由于熱激發(fā)所產(chǎn)生的少 數(shù)載流子增多，漂移的"暗"電流也增大，所以會(huì)影響其輸出功率。本發(fā) 明在太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置了由貯水箱、冷水管、熱水管、連接冷水管 與熱水管的分水管及在每個(gè)分水管的上方與其為一體的吸熱板的光熱利 用裝置，由于太陽(yáng)電池組安裝在與分水管為一體的吸熱板上成為太陽(yáng)電池 板，太陽(yáng)電池組與吸熱板之間有導(dǎo)熱絕緣膜， 一方面與分水管為一體的吸 熱板承擔(dān)起支承太陽(yáng)電池組的作用，另一方面太陽(yáng)輻射到太陽(yáng)電池上的熱 量可以通過(guò)導(dǎo)熱絕緣膜傳到吸熱板上，并迅速地將熱量傳到與其一體的分 水管中，將分水管中的冷水變熱后流入熱水管，再經(jīng)溫控開關(guān)進(jìn)入貯水箱， 溫控開關(guān)用來(lái)控制熱水的溫度達(dá)到或超過(guò)所設(shè)置的溫度后再進(jìn)入水箱。所 述的連接冷水管與熱水管的分水管與冷水管、熱水管密封、活動(dòng)連接，是 為了在太陽(yáng)跟蹤裝置的帶動(dòng)下太陽(yáng)電池板可以方便自如地跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)。本 發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)中的光熱利用裝置， 將太陽(yáng)輻射到太陽(yáng)電池上的熱量采用高效傳熱裝置移出并加以利用，在光
電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中使太陽(yáng)電池采光面的溫度始終保持在60°C以下，使太陽(yáng) 電池工作在最佳狀態(tài)，提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，提供生活用 熱水。實(shí)現(xiàn)了光電、光熱的綜合利用。
本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，在將太陽(yáng) 光能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，不斷地移出太陽(yáng)電池因受光照所產(chǎn)生的熱量，將 這些熱量加以利用供應(yīng)生活用熱水，在光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中始終使太陽(yáng)電池 的采光面的溫度保持在60。C以下，使太陽(yáng)電池工作在最佳狀態(tài)，提高了
太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光電、光熱的綜合利用，將發(fā)電和 熱利用效率疊加，提高了太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的整體效率。不僅降低了太陽(yáng) 能發(fā)電成本，而且拓展了系統(tǒng)功能。本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用 的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)尤為適合做屋頂光伏電站，它有效地解決了屋頂電站 樓宇居民熱水供應(yīng)的難題。本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電 池發(fā)電系統(tǒng)可以并網(wǎng)使用，也可以采用白天給蓄電池充電，晚上由蓄電池 供電的方式供電。


圖l、本發(fā)明所提供的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施 例一的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
圖2為圖1所示實(shí)施例中的一個(gè)發(fā)電單元結(jié)構(gòu)圖(立體圖)； 圖3為圖2所示發(fā)電單元中冷水管、熱水管、分水管連接圖； 圖3-1分水管活動(dòng)方向示意圖； 圖3-2為圖3中III部分的局部剖視放大圖3-3為圖3中太陽(yáng)電池板的縱向剖視圖4本發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例二 的結(jié)構(gòu)圖4-l為圖4中①部分(蝸桿與蝸輪嚙合)的局部放大圖； 圖5為圖4所示光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)跟蹤 裝置中跟蹤控制電路的工作原理框圖6為圖4所示光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)跟蹤 裝置中跟蹤控制電路的電原理圖7所示為本發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)實(shí)
施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1所示為本發(fā)明所提供 的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖〉。該 圖所示的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)由兩個(gè)發(fā)電單元構(gòu)成，
每個(gè)發(fā)電單元由安裝架1和裝在安裝架1上的三塊太陽(yáng)電池板6、太陽(yáng)電 池板6上方的柱面菲涅耳透鏡2、冷水管3、熱水管4連接冷水管、熱水 管的分水管5構(gòu)成，兩個(gè)發(fā)電單元的冷水管、熱水管分別由連接管件4' 連接，最外側(cè)的冷水管通過(guò)冷水進(jìn)水管3a接進(jìn)水開關(guān)SKl，熱水管通過(guò)
溫控開關(guān)8進(jìn)入貯水箱7，由貯水箱7、冷水管3、熱水管4、連接冷水管 與熱水管的分水管5及在每個(gè)分水管上與其為一體的吸熱板(太陽(yáng)電池組、 導(dǎo)熱絕緣膜、吸熱板構(gòu)成太陽(yáng)電池板6，圖1中只能看到太陽(yáng)電池板6) 構(gòu)成了光熱利用裝置。圖2為圖1所示實(shí)施例中的一個(gè)發(fā)電單元。該發(fā)電 單元的安裝架1上安裝3個(gè)太陽(yáng)電池板6，還在太陽(yáng)電池板6的上方用固 定架2.1安裝了柱面菲涅耳透鏡2 (為便于看清，這里只在一塊太陽(yáng)電池 板上畫了柱面菲涅耳透鏡和固定柱面菲涅耳透鏡用的固定架)，二者距離 為柱面菲涅爾透鏡的焦距，柱面菲涅爾透鏡的條形聚焦斑落在其下方的太 陽(yáng)電池板上。光熱利用裝置由貯水箱(圖中省略)、冷水管3、熱水管4、 連接冷水管與熱水管的分水管5及在每個(gè)分水管的上方與其為一體的吸熱 板構(gòu)成。跟蹤太陽(yáng)裝置的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由在安裝架的背面、與安裝架水平 方向平行的連動(dòng)桿9與分動(dòng)桿10組成，分動(dòng)桿10的數(shù)目與太陽(yáng)電池板同， 分動(dòng)桿10的一端固定在每個(gè)太陽(yáng)電池板背面的分水管上，其另一端與連 動(dòng)桿活動(dòng)連接，由跟蹤控制電路和電機(jī)控制連動(dòng)桿9、分動(dòng)桿10帶動(dòng)太陽(yáng) 電池板東西方向跟蹤太陽(yáng)，太陽(yáng)電池板的俯仰角可以手動(dòng)調(diào)節(jié)安裝架1的 俯仰角度。參見圖3、圖3-1可知；連接冷水管3與熱水管4的分水管5 與冷水管3、熱水管4密封并活動(dòng)連接，圖3-2是活動(dòng)連接處的局部剖視 圖，由圖可知分水管5的下部有與其緊密配合的套管11，分水管端部插 入冷水管，在二者接觸處套管與冷水管間裝有彈性密封圈12由底座13壓 住，在底座13上面是由座圈14和檔圈15圍在套管外面的滾針軸承16， 在分水管5與熱水管4的接觸處采用同樣的方法密封活動(dòng)連接，由于密封 圈和套管外部軸承的作用使得分水管與冷水管、熱水管之間密封并且分水 管可以在連動(dòng)桿和分動(dòng)桿的帶動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3-3是太陽(yáng)電池板的縱向剖視 圖，可以看出，太陽(yáng)電池板由與分水管為一體的吸熱板6.3、導(dǎo)熱絕緣樹 脂膜6.2、太陽(yáng)電池組6.1構(gòu)成，太陽(yáng)電池板的下面是保溫板6.4。該發(fā)電 單元中用柱面菲涅耳透鏡構(gòu)成的聚光裝置提高了照到太陽(yáng)電池上陽(yáng)光的 強(qiáng)度，由太陽(yáng)跟蹤裝置使太陽(yáng)電池板跟蹤太陽(yáng)，從而更進(jìn)一步提高了太陽(yáng) 電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但由于聚光裝置聚集陽(yáng)光的作用，太陽(yáng)跟蹤裝置使 太陽(yáng)電池板始終正對(duì)太陽(yáng)，這也使太陽(yáng)電池采光面的溫度升高，由于太陽(yáng) 電池組6.1安裝在與分水管5為一體的吸熱板6.3上成為太陽(yáng)電池板，太 陽(yáng)電池組6.1與吸熱板6.3之間有導(dǎo)熱絕緣膜6.2， 一方面與分水管5為一 體的吸熱板6.3承擔(dān)起支承太陽(yáng)電池的作用，另一方面太陽(yáng)輻射到太陽(yáng)電
池上的熱量可以通過(guò)導(dǎo)熱絕緣膜傳到吸熱板上，并迅速地將熱量傳到與其
一體的分水管中，將分水管中的冷水變熱后流入熱水管4，為防止熱量散 發(fā)，在太陽(yáng)電池板的下面設(shè)置了保溫板6.4，熱水管4中的熱水再經(jīng)溫控 開關(guān)8進(jìn)入貯水箱7。采用實(shí)施例一所示的光電、光熱綜合利用的發(fā)電單 元組成的發(fā)電系統(tǒng)在將光能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，將所產(chǎn)生的熱量用來(lái)使冷 水加熱供應(yīng)生活用水，在光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中始終使太陽(yáng)電池的采光面的溫 度保持在60。C以下，使太陽(yáng)電池可以工作在最佳狀態(tài)，使系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn) 換效率提高了？ 5倍，同時(shí)，可提供45—60。C的生活用水。該實(shí)施例中安 裝架l、固定柱面菲涅耳透鏡2用的固定架2.1、連動(dòng)桿9與分動(dòng)桿10采 用鋼材制作，非晶硅太陽(yáng)電池用704硅橡膠粘貼于采用鋁板做成的吸熱板 上。該實(shí)施例中冷水管3、熱水管4、連接冷水管與熱水管的分水管5采 用鋁管。在該實(shí)施例中如不裝菲涅耳透鏡采用相同的跟蹤方法可使相同面 積非晶硅太陽(yáng)電池提高25 % 35 %的發(fā)電量，并將照射在太陽(yáng)電池表面的 60%以上的太陽(yáng)輻照轉(zhuǎn)化為熱量加以利用，使得太陽(yáng)能的整體轉(zhuǎn)換收益達(dá) 到65%以上。本實(shí)施例中太陽(yáng)電池采用非晶硅太陽(yáng)電池，也可采用單晶硅、 多晶硅太陽(yáng)電池。
圖4為本發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例 二的結(jié)構(gòu)圖，圖4-l為圖4中①部分(蝸桿與蝸輪嚙合)的局部放大圖。 在這個(gè)實(shí)施例中光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)由一個(gè)發(fā)電單元 構(gòu)成，該發(fā)電單元的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中的發(fā)電單元相同，不同的是該 光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電單元中有6個(gè)太陽(yáng)電池板， 未設(shè)聚光裝置，在安裝架上裝有GPS接收機(jī)GPS、在太陽(yáng)電池板上安裝 傾角傳感器SEN1，該實(shí)施例的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由在安裝架的背面、與安裝 架水平方向平行的蝸桿中心軸9'和與其上蝸桿9. l'嚙合的蝸輪9.2'組 成，所述蝸輪9.2'安裝在每個(gè)分水管的上部、在太陽(yáng)能板與熱水管之間的 位置上，所述蝸桿中心軸9'上蝸桿9. l'的數(shù)量與蝸輪9.2'數(shù)量相同、位 置相應(yīng)， 一個(gè)發(fā)電單元中蝸桿連動(dòng)桿上的蝸桿和與其嚙合的蝸輪均為6個(gè)。 該系統(tǒng)中太陽(yáng)跟蹤裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)(圖中省略)。
圖5為實(shí)施例二中控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作的跟蹤控制電路的工作原理框圖 由圖可知該跟蹤控制電路由GPS接收機(jī)、傾角傳感器及單片機(jī)電路組成， GPS接收機(jī)、傾角傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)電路，單片機(jī)電路的輸出 控制方位角驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作。由GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星
發(fā)送的導(dǎo)航電文和時(shí)間信息,經(jīng)計(jì)算求出接收機(jī)的位置，并向單片機(jī)電路輸 出時(shí)間信息和GPS接收機(jī)精密位置信息；單片機(jī)電路在程序的控制下計(jì) 算各時(shí)刻太陽(yáng)在地平坐標(biāo)系中的位置，即太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角，傾角 傳感器將太陽(yáng)電池板的朝向傳送給單片機(jī)電路，單片機(jī)電路在程序的控制 下計(jì)算出太陽(yáng)電池板的朝向與正對(duì)太陽(yáng)方向的差值，并據(jù)此發(fā)出控制信 號(hào)，控制方位角驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將太陽(yáng)電池板調(diào)整至正對(duì)太陽(yáng)的
位置。圖6所示為該跟蹤控制電路的電原理圖。該跟蹤控制電路由GPS 接收機(jī)GPS、傾角傳感器SEN1、單片機(jī)電路由單片機(jī)U1、存儲(chǔ)器U2、 U3(FLASH、 SDRAM)及通訊接口電路U4組成，GPS接收機(jī)GPS、傾角 傳感器SEN1通過(guò)通訊接口電路U4接單片機(jī)U1、單片機(jī)電路U1的輸出 通過(guò)開關(guān)管Q1、 Q2，繼電器J1、 J2接方位角驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1，控制方位角 驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1的正向、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)蝸桿中心軸9'帶著其上的蝸桿 9, 1'轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在每個(gè)分水管的上部與蝸桿9. 1'嚙合的蝸輪9. 2'轉(zhuǎn)動(dòng)， 帶動(dòng)太陽(yáng)電池板東西向跟蹤太陽(yáng)。由GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收、運(yùn)算并輸出 時(shí)間信息和精密位置信息給單片機(jī)電路；單片機(jī)電路計(jì)算各時(shí)刻太陽(yáng)在地 平坐標(biāo)系上的位置，即高度角及方位角，對(duì)太陽(yáng)電池板來(lái)說(shuō)，某一時(shí)刻太 陽(yáng)相對(duì)于它的位置可以用太陽(yáng)高度角A和太陽(yáng)方位角^來(lái)表示。它們都定 義在地平坐標(biāo)系上。地平坐標(biāo)系規(guī)定觀測(cè)點(diǎn)O，即太陽(yáng)電池板所在點(diǎn)為坐
標(biāo)原點(diǎn)，水平面的垂直方向?yàn)閦軸，地理正南方為x軸，地理正東方為r。
太陽(yáng)高度角&是觀測(cè)點(diǎn)0到太陽(yáng)S的視線矢量與當(dāng)?shù)厮降膴A角，取值范 圍是0。 卯。；太陽(yáng)方位角^是該視線失量在當(dāng)?shù)厮矫嫔系耐队芭c地理正
南方的夾角，并規(guī)定正南方為零度，向西為正，向東為負(fù)，取值范圍是 -180°~ +180°。
太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角不僅與觀測(cè)點(diǎn)的地理位置有關(guān)，還是時(shí)間的 函數(shù)。這里時(shí)間用太陽(yáng)時(shí)角"表示。"的變化周期為一晝夜，變化范圍為 ±1S0°。規(guī)定正午12時(shí)"=0，每隔一小時(shí)增加15。，上午為正，下午為負(fù)。 例如，上午10點(diǎn)《 = 2"5° = 30°。太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角可分別由下式
表不
siims =sin/sin5 + cos/cos 5 cos . cos^si歸
式中Z表示觀測(cè)點(diǎn)地理緯度，5表示太陽(yáng)赤緯，W表示太陽(yáng)時(shí)角。安裝在太 陽(yáng)能板上的傾角傳感器將太陽(yáng)電池板的朝向傳送給單片機(jī)電路，安裝在太 陽(yáng)能板上的傾角傳感器采用雙軸傾角傳感器，該實(shí)施例中太陽(yáng)電池板的俯 仰角采用手動(dòng)調(diào)節(jié)安裝架的傾斜角度解決，單片機(jī)電路在程序的控制下計(jì) 算出太陽(yáng)電池板的朝向與正對(duì)太陽(yáng)方向的差值傳送給單片機(jī)電路；單片機(jī)
電路發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)控制開關(guān)管Ql或Q2的導(dǎo)通、截止，控制繼電 器Jl或J2的通、斷，從而控制方位角驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1驅(qū)動(dòng)方位角傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 帶動(dòng)太陽(yáng)電池板東西方向跟蹤太陽(yáng)。由于GPS接收機(jī)在完成初始化后， 在保持鎖定的狀態(tài)下可以最快每秒傳送一次位置修正信息，這對(duì)于跟蹤太 陽(yáng)來(lái)說(shuō)是足夠精確的，傾角傳感器提供了可靠的分辨率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間和 精確度，因此在本發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)中 采用這種跟蹤系統(tǒng)可以使太陽(yáng)電池板保持跟蹤太陽(yáng)，從而更進(jìn)一步提高了 太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，再加上由貯水箱、冷水管、熱水管、連接冷水 管與熱水管的分水管及在每個(gè)分水管上與其為一體的吸熱板構(gòu)成的光熱 利用裝置使太陽(yáng)電池可以工作在最佳狀態(tài)，使系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率高，同 時(shí)，還可以提供45—60。C的生活用水。
圖7所示為本發(fā)明所提供光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)實(shí) 施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā) 電系統(tǒng)由一個(gè)發(fā)電單元構(gòu)成，該發(fā)電單元的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一中的發(fā)電 單元相同，不同的是該光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電單 元中有6個(gè)太陽(yáng)電池板，該實(shí)施例中太陽(yáng)跟蹤裝置中驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)電池板東西 向跟蹤太陽(yáng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液動(dòng)缸，在安裝架上裝有GPS接收機(jī)GPS、 在太陽(yáng)電池板上安裝傾角傳感器SEN1，該實(shí)施例的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由在安 裝架的背面、與安裝架水平方向平行的連動(dòng)桿9與分動(dòng)桿10組成，分動(dòng) 桿10的數(shù)目與太陽(yáng)電池板相同，分動(dòng)桿10的一端固定在每個(gè)太陽(yáng)電池板 6背面的分水管5上，其另一端與連動(dòng)桿活動(dòng)連接，由跟蹤控制電路和液 動(dòng)缸控制連動(dòng)桿9、分動(dòng)桿IO帶動(dòng)太陽(yáng)電池板東西方向跟蹤太陽(yáng)，太陽(yáng)電 池板的俯仰角可以手動(dòng)調(diào)節(jié)安裝架1的俯仰角度。在這個(gè)實(shí)施例中跟蹤控 制電路由GPS接收機(jī)、傾角傳感器SEN1和單片機(jī)電路構(gòu)成。跟蹤控制電 路與實(shí)施例二中圖6的電路基本相同，不同的是繼電器Jl、 J2控制的是 液動(dòng)缸的電磁閥。由GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航 電文和時(shí)間信息，經(jīng)計(jì)算求出接收機(jī)的位置,并向單片機(jī)電路輸出時(shí)間信息
和GPS接收機(jī)精密位置信息；單片機(jī)電路在程序的控制下計(jì)算各時(shí)刻太 陽(yáng)在地平坐標(biāo)系中的位置，即太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角，傾角傳感器將太 陽(yáng)電池板的朝向傳送給單片機(jī)電路，單片機(jī)電路在程序的控制下計(jì)算出太 陽(yáng)電池板的朝向與正對(duì)太陽(yáng)方向的差值，并據(jù)此發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)控制 開關(guān)管Q1或Q2的導(dǎo)通、截止，控制繼電器J1或J2的通、斷，從而控制 液動(dòng)缸的電磁閥的工作狀態(tài)，液動(dòng)缸的活塞桿帶動(dòng)連動(dòng)桿9與分動(dòng)桿10、 太陽(yáng)電池板6東西向跟蹤太陽(yáng)。
權(quán)利要求
1.一種光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，由太陽(yáng)電池板及其安裝架構(gòu)成的發(fā)電裝置及太陽(yáng)跟蹤裝置組成，所述太陽(yáng)跟蹤裝置由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的跟蹤控制電路構(gòu)成，其特征在于系統(tǒng)上還有由貯水箱、冷水管、熱水管、連接冷水管與熱水管的分水管及在每個(gè)分水管上與其為一體的吸熱板構(gòu)成的光熱利用裝置，太陽(yáng)電池組安裝在與分水管為一體的吸熱板上成為太陽(yáng)電池板，太陽(yáng)電池組與吸熱板之間有導(dǎo)熱絕緣膜，所述的連接冷水管與熱水管的分水管與冷水管、熱水管密封、活動(dòng)連接，由N塊太陽(yáng)電池板及與太陽(yáng)電池板背面的N個(gè)分水管連接的冷水管、熱水管被裝在安裝架上構(gòu)成一個(gè)光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電單元，其中N≥1，該光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)由一個(gè)以上的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電單元組成，兩個(gè)相鄰發(fā)電單元的冷水管相通，最外側(cè)的冷水管接進(jìn)水開關(guān)，兩個(gè)相鄰發(fā)電單元的熱水管相通，靠近貯水箱一側(cè)的熱水管通過(guò)溫控開關(guān)連接水箱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述的太陽(yáng)跟蹤裝置中機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由在安裝架的背面、與安 裝架水平方向平行的蝸桿中心軸，裝于其上的蝸桿以及與其上蝸桿嚙合的 蝸輪組成，所述蝸輪安裝在每個(gè)分水管的上部、在太陽(yáng)能板與熱水管之間 的位置上，所述蝸桿中心軸上蝸桿的數(shù)量與蝸輪數(shù)量相同、位置相應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)， 其特征在于所述的太陽(yáng)跟蹤裝置中的控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的跟蹤控制電路由GPS接收機(jī)、傾角傳感器及單片機(jī)電路組成，GPS接收機(jī)、傾角傳感器的輸出 信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)電路，單片機(jī)電路的輸出通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的工作，GPS接收機(jī)安裝在太陽(yáng)電池板的安裝架上，傾角傳感器安裝在太 陽(yáng)電池板上，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是電機(jī)或液動(dòng)缸。
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光電、光熱綜合利用的太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)由發(fā)電裝置、太陽(yáng)跟蹤裝置組成，其特點(diǎn)是系統(tǒng)上還有由貯水箱、冷水管、熱水管、連接冷水管與熱水管的分水管及在每個(gè)分水管的上方與其為一體的吸熱板構(gòu)成的光熱利用裝置。在將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，該光熱利用裝置不斷地移出太陽(yáng)電池因受光照所產(chǎn)生的熱量，在光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程中使太陽(yáng)電池工作在最佳狀態(tài)，并將這些移出熱量加以利用供應(yīng)生活用熱水，實(shí)現(xiàn)了光電-光熱一體化，將發(fā)電和熱利用效率疊加，大大提高了太陽(yáng)能利用的整體效率。
文檔編號(hào)G05D3/00GK101373941SQ20081021480
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者吳冠昌, 吳錫波 申請(qǐng)人:吳錫波