一種線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，適用于中低溫太陽能光伏光熱綜合利用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)領(lǐng)域中的太陽能利用主要有光伏、光熱兩種途徑。
[0003]聚光光伏技術(shù)被業(yè)界稱為是繼晶體硅電池、薄膜電池之后的第三代光伏技術(shù)，該技術(shù)使用透鏡或反射鏡面等光學(xué)元件，將大面積的太陽輻射進(jìn)行聚焦，再通過高轉(zhuǎn)化效率的聚光光伏電池板直接轉(zhuǎn)換為電能的太陽能發(fā)電技術(shù)。與目前成熟的光伏技術(shù)相比，聚光光伏技術(shù)顯著優(yōu)點是隨著聚光比增加，光電轉(zhuǎn)化效率提高，但同時伴隨更為嚴(yán)重的散熱問題，溫度上升反而會降低光電轉(zhuǎn)化效率，通常需要控制溫度在200攝氏度以下以獲得較好的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0004]針對散熱問題，現(xiàn)有的一種解決方案是將聚光光伏電池厚度減小到微米量級，其優(yōu)點是有利于冷卻且光伏電池此時具備了透光特性，透光率可達(dá)到30%以上，為光伏光熱綜合利用提供了條件。
[0005]另一方面，線性菲涅爾聚焦技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一種光熱聚焦技術(shù)，該技術(shù)通過菲涅爾反光鏡組將太陽輻射聚焦后進(jìn)行集熱。所收集的熱量可以用于加熱工質(zhì)水產(chǎn)生蒸汽直接發(fā)電、提供化學(xué)反應(yīng)熱進(jìn)行燃料生產(chǎn)與轉(zhuǎn)化或滿足其他工業(yè)動力、熱需求。通常需要溫度在200攝氏度以上以獲得較好的光熱利用效率。
[0006]相比于目前商業(yè)化程度最高的拋物槽式聚焦技術(shù)，線性菲涅爾聚焦技術(shù)不僅在成本上具有顯著優(yōu)勢，而且還具有自身獨特的優(yōu)點，例如線性菲涅爾式集熱器的吸收器固定不動，有利于直接產(chǎn)生蒸汽和進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)；反光鏡組置于近地面位置，抗風(fēng)性好、可靠性高；通過提升吸收器高度，增加菲涅爾反光鏡組數(shù)量，采用弧面反光鏡，以及配合二次聚焦技術(shù)可以增大集熱器的聚光比達(dá)到100以上，以獲得更高的光熱利用效果；由于反光鏡與吸收器各自獨立，吸收器設(shè)計更加靈活，可依據(jù)光路特性與光伏光熱利用具體方式進(jìn)行優(yōu)化。
[0007]綜合分析上述兩種太陽能利用技術(shù)的特點可以發(fā)現(xiàn)，將透光光伏技術(shù)與線性菲涅爾光熱技術(shù)相結(jié)合是一種新穎的思路。針對兩種技術(shù)對于溫度需求互斥的特點，通過“熱解耦”方式將低溫條件下的高效光伏利用與高溫條件下的高效光熱利用統(tǒng)一于同一裝置中，最終實現(xiàn)太陽能光伏光熱尚效綜合利用的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一 )要解決的技術(shù)問題
[0009]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，以將透光光伏技術(shù)與線性菲涅爾式光熱技術(shù)相結(jié)合，提高太陽能光伏光熱綜合利用效果。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，該裝置包括多個線性菲涅爾反光鏡1、多個聯(lián)動機(jī)構(gòu)2、一個驅(qū)動電機(jī)3和一個接收器4，所述接收器4包括線性菲涅爾透鏡5、類梯形結(jié)構(gòu)6、透光光伏電池7、透光并列矩形通道8、真空層9、吸收涂層10、非透光并列矩形通道11和保溫結(jié)構(gòu)12，其中:所述線性菲涅爾透鏡5位于所述類梯形結(jié)構(gòu)6的底部，兩者共同構(gòu)成封閉腔體；所述透光并列矩形通道8與所述非透光并列矩形通道11位于所述類梯形結(jié)構(gòu)6內(nèi)部的上方，所述透光并列矩形通道8位于所述非透光并列矩形通道11下方且二者呈水平方向U型連接；所述真空層9設(shè)置于所述透光并列矩形通道8與所述非透光并列矩形通道11之間；所述透光并列矩形通道8的下表面外側(cè)與所述透光光伏電池7緊密接觸，所述非透光并列矩形通道11的下表面外側(cè)涂有所述吸收涂層10 ;所述保溫結(jié)構(gòu)12布置于所述類梯形結(jié)構(gòu)6的外表面。
[0012]上述方案中，所述線性菲涅爾反光鏡I由平面反光鏡或弧面反光鏡構(gòu)成，通過所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)2與所述驅(qū)動電機(jī)3實現(xiàn)太陽輻照實時追蹤。
[0013]上述方案中，太陽輻照先后經(jīng)過所述線性菲涅爾反光鏡I及所述線性菲涅爾透鏡5實現(xiàn)二次聚焦，聚光比至少達(dá)到100。
[0014]上述方案中，聚焦太陽能進(jìn)入接收器4后首先照射于透光光伏電池7表面，透光光伏電池7將部分聚焦太陽能攔截進(jìn)行光伏轉(zhuǎn)化對外輸出電能，進(jìn)行光伏利用。
[0015]上述方案中，所述透光光伏電池4在光伏轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生熱能，該部分熱能被透光并列矩形通道8內(nèi)的工質(zhì)吸收。
[0016]上述方案中，未被透光光伏電池7攔截的其余聚焦太陽能穿過透光光伏電池7、透光并列矩形通道8及真空層9，照射于非透光并列矩形通道11下表面外側(cè)的吸收涂層10上進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)生熱能，該部分熱能被非透光并列矩形通道11內(nèi)的工質(zhì)吸收。
[0017]上述方案中，所述工質(zhì)先后流經(jīng)透光并列矩形通道8及非透光并列矩形通道11吸收兩部分熱能，進(jìn)行光熱利用。
[0018]上述方案中，所述工質(zhì)先后流經(jīng)呈U型連接的透光并列矩形通道8及非透光并列矩形通道11，工質(zhì)沿程吸熱則溫度逐漸升高，布置于透光并列矩形通道8與非透光并列矩形通道11之間的真空層9，用以高低溫通道間的隔熱。
[0019]上述方案中，根據(jù)工質(zhì)類別與性質(zhì)的不同，所述工質(zhì)所吸收的熱能能夠進(jìn)行多種形式的光熱利用，至少包括熱力循環(huán)發(fā)電、化工過程反應(yīng)熱、吸收式制冷、蓄熱以及其他工業(yè)動力需求及熱需求。
[0020](三)有益效果
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]1、本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，通過“熱解耦”方式解決了傳統(tǒng)光伏與光熱技術(shù)間的內(nèi)在溫度矛盾，實現(xiàn)了低溫下高效光伏利用與高溫下高效光熱利用的和諧統(tǒng)一，為寬波段太陽能光伏光熱綜合利用提供了很好的思路。
[0023]2、本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，吸收器采用并列式矩形通道結(jié)構(gòu)，相同工質(zhì)流量條件下對于熱量傳遞過程而言，增加了流體與壁面的接觸面積，可顯著提高傳熱效率，降低損耗。
[0024]3、本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，吸收器采用并列式矩形通道結(jié)構(gòu)，相同物料流量條件下對于熱化學(xué)反應(yīng)過程而言，增加了流體與填充催化劑的接觸面積，可顯著提高反應(yīng)效率，提高產(chǎn)率。
[0025]4、本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置，日間通過光伏電池對外輸電，同時借助導(dǎo)熱工質(zhì)儲熱或借助轉(zhuǎn)化燃料儲存化學(xué)能；夜間可通過釋放熱量經(jīng)蒸汽循環(huán)發(fā)電或燃燒燃料經(jīng)燃?xì)庋h(huán)發(fā)電，從而實現(xiàn)全天候分布式供電。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置中接收器局部側(cè)面示意圖；
[0028]其中，各部件及相應(yīng)標(biāo)記為:1-線性菲涅爾反光鏡、2-聯(lián)動機(jī)構(gòu)、3-驅(qū)動電機(jī)、4-接收器、5-線性菲涅爾透鏡、6-梯形腔體、7-透光光伏電池、8-透光并列矩形通道、9-真空層、10-吸收涂層、11-并列矩形通道、12-保溫結(jié)構(gòu)。
[0029]圖3為依據(jù)本發(fā)明設(shè)計的50麗線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)流程圖；
[0030]其中，各部件及相應(yīng)標(biāo)記為:31_逆變器、32-線性菲涅爾式透光光伏光熱鏡場、33-回?zé)崞鳌?4-冷凝器、35-冷卻塔、36-氣液分離器、37-栗、38-蒸發(fā)器、39-壓縮機(jī)、40-燃燒室、41-燃?xì)馔钙健?2-發(fā)電機(jī)組、43-余熱鍋爐、44-蒸汽透平、45-發(fā)電機(jī)組、46-冷凝器、47-冷卻塔、48-栗。
【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]圖1為本發(fā)明提供的線性菲涅爾式透光光伏光熱復(fù)合利用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裝置包括多個線性菲涅爾反光鏡1、多個聯(lián)動機(jī)構(gòu)2、一個驅(qū)動電機(jī)3和一個接收器4，接收器4包括線性菲涅爾透鏡5、類梯形結(jié)構(gòu)6、透光光伏電池7、透光并列矩形通道8、真空層9、吸收涂層10、非透光并列矩形通道11和保溫結(jié)構(gòu)12。其中，線性菲涅爾透鏡5位于類梯形結(jié)構(gòu)6的底部，兩者共同構(gòu)成封閉腔體。透光并列矩形通道8與非透光并列矩形通道11位于類梯形結(jié)構(gòu)6內(nèi)部的上方，透光并列矩形通道8位于非透光并列矩形通道11下方且二者呈水平方向U型連接。真空層9設(shè)置于透光并列矩形通道8與非透光并列矩形通道11