光电-热电-热水一体化集成的单元式太阳能复合装置

摘要

本实用新型公开了一种光电-热电-热水一体化集成的单元式太阳能复合装置。本实用新型包括菲涅尔透镜聚光模块、太阳光线双轴自动追踪模块、分光-反射模块、蓄热模块、光电-热电复合发电子系统、以及热水子系统。具体主要包括菲涅尔透镜聚光组件、高度角-方位角二维驱动的步进电机和涡轮减速器、双轴联动的支撑运动构件、PLC追光控制模块、分光-反射镜组、光伏发电模块、半导体温差发电模块、钒钛黑瓷复合陶瓷板蓄热模块、强制对流式风冷散热组件、储热水箱、板式换热器及其油侧和水侧工质的循环连接管。本实用新型结构紧凑，装配灵活，方便根据功率需求将复合能量单元集成使用，有望为单户实现电力和热水的自给自足。

主权项

光电‑热电‑热水一体化集成的单元式太阳能复合装置，其特征在于：包括菲涅尔透镜聚光模块、太阳光线双轴自动追踪模块、分光‑反射模块、光伏发电子系统、蓄热模块、半导体温差发电子系统以及循环加热式热水子系统；所述菲涅尔透镜聚光模块，是由若干块点聚焦式菲涅尔透镜阵列排布组成，采用箱式一体化结构进行封装；所述分光‑反射模块，是由多个光谱分光‑反射镜组成，其将聚焦后的若干束太阳入射光进行光谱分离，得到短波部分与长波部分，然后分别入射到光伏电池板和钒钛黑瓷复合陶瓷板，作为光‑电转换过程和热‑电转换过程的入射光源；所述蓄热模块，主要以钒钛黑瓷复合陶瓷板作为基体材料，并在陶瓷板的内部布置铜盘管且充注导热油，陶瓷板的外侧采用聚酯泡沫进行保温；作为光热利用环节的关键组件，它将大部分聚光‑集热获得的热能传递给半导体温差发电堆，作为热‑电转换环节必需的热能供给；同时，还将小部分光‑热转换获得的热能，通过板式换热器，将热能传递到用户侧的水箱中，作为热水供应的稳定热源，将水温加热到设定值；所述光伏发电子系统，是由太阳能电池板组成，将接收到的短波辐射能直接转换为电能输出；其中，部分发电量用于提供复合发电机组电控器件的功率消耗，其余发电量采用锂离子蓄电池进行储存；所述半导体温差发电子系统，是由若干块半导体温差发电片经过串、并联构成半导体温差发电堆；然后以钒钛黑瓷复合陶瓷板的底面作为吸热端，以强制对流式风冷散热组件作为散热端，即可维持半导体温差发电堆在热‑电转换过程需要的理想工作温差，从而将复合陶瓷板接收到的长波辐射能直接转换为电能输出；所述循环加热式热水子系统，采用落地式储水箱储存热水，水箱内部设置有电子水位计、温度传感器以及温控阀门，以便准确控制水箱的实时水位，同时能够按照用户预设的水温提供热水输出。