專利名稱：太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光伏發(fā)電設備，特別涉及一種太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置。
背景技術：
目前石油等化石燃料資源的日漸枯竭，太陽能作為一種清潔且取之不盡的能源日益受到人們的關注，聚光發(fā)電就是一種高效利用太陽能的手段，塔式聚光發(fā)電設備是較為常見的聚光發(fā)電手段。該發(fā)電設備由高塔、置于高塔四周的定日鏡群、置于高塔內(nèi)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成。其中太陽能發(fā)電系統(tǒng)分為光發(fā)電系統(tǒng)、熱發(fā)電系統(tǒng)二種形式，這二種發(fā)電形式只能利用陽光的部分頻段，轉(zhuǎn)化效率低。為解決上述問題，在《太陽能》2011年第11期雜志中的“聚光光伏散熱系統(tǒng)綜述” 第六部分“太陽能分頻利用與熱電聯(lián)產(chǎn)”中提出一種太陽能分頻利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括定日鏡，在定日鏡反射光線匯聚處設有全反射聚光器，在聚光器正下方設有分頻器用于將陽光分為紅外線部分與可見光、紫外線部分，在分頻器的一側(cè)設有光伏接收器用于利用可見光、紫外線部分，在分頻器的下方設有熱接收器用于利用紅外線部分。這種裝置結(jié)構復雜， 制造成本高，且在實際操作中需要對定日鏡、全反射聚光器、分頻器三部分分別調(diào)節(jié)、定位， 操作難度大。但是目前尚未找到可在過濾紫外線及其它熱射線的同時仍具有良好的耐熱高溫特性的合適材料，所以，在實際應用中需要增加冷卻裝置，從而增加了成本。CN20092711699.X中提出一種“太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換裝置”，該裝置的聚光裝置為一面透鏡，分頻手段復雜，采光面積小，運行成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結(jié)構簡單，使用方便，制造成本低，能夠?qū)μ柟夥诸l利用的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，包括塔架，在塔架底部設有光伏電池，其特殊之處在于在塔架周圍設有多個長焦距日晷鏡，在塔架上方設有太陽能熱風器，在太陽能熱風器內(nèi)設有聚焦點指示環(huán)，在聚焦點指示環(huán)下方設有集光分光鏡，在塔架和集光分光鏡之間設有牽引裝置。上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，所述的長焦距日晷鏡是由反射鏡面、置于反射鏡面正面的指示針、用于保證太陽入射光線和指示針的夾角與指示針底部和聚焦點指示環(huán)指示聚焦點方向的夾角相等的追蹤裝置構成。上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，所述的太陽能熱風器由置于塔架上的橢球喇叭口外殼、置于橢球喇叭口外殼內(nèi)的多層光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)、置于橢球喇叭口外殼頂部并與橢球喇叭口外殼內(nèi)部連通的熱風管組成。上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，所述的光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)由金屬網(wǎng)、置于金屬網(wǎng)上的光熱轉(zhuǎn)化涂料層組成。[0011]上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，所述的集光分光鏡為鍍有冷光膜的薄殼曲面鏡，其凸面指向光伏電池，在集光分光鏡中心設有通風冷卻孔。上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，所述的牽引裝置由置于塔架頂部的定滑輪、用于連接塔架及集光分光鏡的導向架、置于導向架上并穿過定滑輪的牽引線組成，在所述的導向架與塔架之間設有直線軸承。上述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，在所述的塔架上設有避雷針。本實用新型的有益效果是1、由于設有集光分光鏡，實現(xiàn)了太陽能的分頻利用，紅外光的透過率達到了 78%， 可見光的反射率達到了 95%，大大增加了陽光的分頻利用率，分頻利用不僅提高了對太陽能的利用率，同時，因為集光分頻反光鏡濾去78%的紅外光，可以降低光伏電池溫度，延長設備的使用壽命，提高光伏電池的轉(zhuǎn)化效率。2、在光電轉(zhuǎn)化方面,通過集光分光鏡將光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?減少了太陽能電池板的鋪設面積，提高了單位面積的陽光利用率，降低了生產(chǎn)成本。3、在光熱轉(zhuǎn)化方面，通過太陽能熱風器，以廉價的空氣為介質(zhì)，將太陽能的紅外波段轉(zhuǎn)化為熱風輸出，轉(zhuǎn)化效率高、運行成本低。4、以長焦距日晷鏡代替現(xiàn)有的定日鏡，在不降低聚光質(zhì)量的前提下大大節(jié)約了成本。5、通過調(diào)節(jié)集光分光鏡的位置，可以調(diào)節(jié)聚光比，控制光照強度，操作簡便，在普通硅電池板充許光密的最大值條件下，滿負荷發(fā)電，增加發(fā)電量，能夠充分利用光能進行發(fā)電；同時，由于集光分光鏡可以直接將陽光按頻段分開，結(jié)構簡單。

圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖；圖2是圖I中熱風器的結(jié)構示意圖；圖3是圖2中光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)的結(jié)構示意圖；圖4是圖1中集光分光鏡的結(jié)構示意圖。圖中1_避雷針，2-太陽能熱風器，201-熱風管，202-橢球喇叭口外殼，203-金屬網(wǎng)，204-光熱轉(zhuǎn)化涂料層，3-牽引裝置，301-定滑輪，302-牽引線，303-導向架，4-集光分光鏡，401-通風冷卻孔，5-塔架，6-長焦距日晷鏡，601-指示針，602-反射鏡，603-追蹤裝置，7-光伏電池,8-聚焦點指示環(huán)。
具體實施方式
如圖所示，該太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置包括塔架5，在塔架5頂端固接有避雷針I(yè)， 在塔架5底部鋪設有光伏電池7，在塔架5周圍設有多個長焦距日晷鏡6，所述的長焦距日晷鏡6由反射鏡面602、置于反射鏡面602正面中心的指示針601、置于反射鏡602背面的追蹤裝置603構成。在塔架5上方設有太陽能熱風器2，所述的太陽能熱風器2由置于塔架5上的橢球喇叭口外殼202、置于橢球喇叭口外殼202內(nèi)的多層光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)、置于橢球喇叭口外殼202頂部并與橢球喇叭口外殼202內(nèi)部連通的熱風管201構成。所述的光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)由金屬網(wǎng)203、置于金屬網(wǎng)203上的光熱轉(zhuǎn)化涂料層204構成，其中光熱轉(zhuǎn)化涂料層204的材質(zhì)為CrxOy或CuxOy或NiS-ZnS，本實施例中采用NiS-ZnS。在橢球喇叭口外殼202內(nèi)通過支架安裝有聚焦點指示環(huán)8，所述的追蹤裝置603能夠保證太陽入射光線和指示針601 的夾角與指示針601底部和聚焦點指示環(huán)8指示聚焦點方向的夾角相等。在聚焦點指示環(huán) 8下方設有集光分光鏡4，所述的集光分光鏡4為鍍有冷光膜的薄殼曲面鏡，其凸面指向光伏電池7，在集光分光鏡4中心設有通風冷卻孔401。在塔架5與集光分光鏡4之間設有牽引裝置3，所述的牽引裝置3由置于塔架5頂部的定滑輪301、用于連接塔架5及集光分光鏡4的導向架303、置于導向架303上并穿過定滑輪301的牽引線302構成，在所述的導向架303與塔架5之間設有直線軸承，導向架303還可以采用由多組置于塔架5上的滑道以及置于集光分光鏡4上的定位滑輪組成的導向機構代替。工作時，長焦距日晷鏡6通過追蹤裝置603以聚焦點指示環(huán)8為基準將太陽光反射至集光分光鏡4上，集光分光鏡4將光線分為紅外光部分與紫外光、可見光部分。紅外光部分透過集光分光鏡4透射入太陽能熱風器2內(nèi)，通過光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，加熱太陽能熱風器2內(nèi)的空氣，并將空氣由熱風管201排出利用；紫外光、可見光部分被集光分光鏡4上的冷光膜反射成為平行光透射至光伏電池7上，通過光伏電池7將光能轉(zhuǎn)化為電能利用。當太陽的方位發(fā)生變化時，通過追蹤裝置603計算太陽入射光線與指示針601的夾角、指示針601底部與聚焦點指示環(huán)8指示聚焦點方向的夾角調(diào)節(jié)長焦距日晷鏡6的方位角，以使二者相等，并同時調(diào)節(jié)集光分光鏡4的位置，以調(diào)節(jié)聚光比，保證經(jīng)過集光分光鏡4反射后的光線能夠以光伏電池7能夠承受的最大光強投射到光伏電池7上。
權利要求1.一種太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，包括塔架，在塔架底部設有光伏電池，其特征在于 在塔架周圍設有多個長焦距日晷鏡，在塔架上方設有太陽能熱風器，在太陽能熱風器內(nèi)設有聚焦點指示環(huán)，在聚焦點指示環(huán)下方設有集光分光鏡，在塔架和集光分光鏡之間設有牽引裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征是所述的長焦距日晷鏡是由反射鏡面、置于反射鏡面正面的指示針、用于保證太陽入射光線和指示針的夾角與指示針底部和聚焦點指示環(huán)指示聚焦點方向的夾角相等的追蹤裝置構成。
3.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的太陽能熱風器由置于塔架上的橢球喇叭口外殼、置于橢球喇叭口外殼內(nèi)的多層光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)、置于橢球喇叭口外殼頂部并與橢球喇叭口外殼內(nèi)部連通的熱風管組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的光熱轉(zhuǎn)化網(wǎng)由金屬網(wǎng)、置于金屬網(wǎng)上的光熱轉(zhuǎn)化涂料層組成。
5.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的集光分光鏡為鍍有冷光膜的薄殼曲面鏡，其凸面指向光伏電池，在集光分光鏡中心設有通風冷卻孔。
6.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的牽引裝置由置于塔架頂部的定滑輪、用于連接塔架及集光分光鏡的導向架、置于導向架上并穿過定滑輪的牽引線構成，在所述的導向架與塔架之間設有直線軸承。
7.根據(jù)權利要求I所述的太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于在所述的塔架上設有避雷針。
專利摘要一種太陽能光熱光電轉(zhuǎn)化裝置，包括塔架，在塔架底部設有光伏電池，其特殊之處在于在塔架周圍設有多個長焦距日晷鏡，在塔架上方設有太陽能熱風器，在太陽能熱風器內(nèi)設有聚焦點指示環(huán)，在聚焦點指示環(huán)下方設有集光分光鏡，在塔架和集光分光鏡之間設有牽引裝置。優(yōu)點是結(jié)構簡單，操作簡便，可實現(xiàn)太陽能的分頻利用，提高光伏電池轉(zhuǎn)化率，提高單位面積的陽光利用率，降低成本。
文檔編號F24J2/00GK202350334SQ20112049622
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月4日 優(yōu)先權日2011年12月4日
發(fā)明者劉永清, 劉連利, 劉長河, 初道忠, 宣萬山, 李加林, 李強, 李忠民, 李毅, 李薔, 楊云龍, 王實, 王錦, 田軍, 謝宏偉, 趙友, 車志剛 申請人:李忠民