一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置制造方法.docx

一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置制造方法一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置制造方法一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置，用太阳能光伏电池板部分或全部代替目前太阳能热气流动力装置的集热棚顶盖的玻璃，则大棚中的气流可以冷却光伏电池板背面，使其发电效率增加，同时电池板背面散热可以加热进入集热棚的气流，这样的结合既可以使得光伏电池得到有效的冷却，使其发电效率显著上升；同时可加热集热棚内气流，形成热气流发电，使整个动力装置效率提高；由于高效利用太阳能可望使集热棚的直径有一定的缩小，减少占地面积专利说明】一种太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电集成装置【技术领域】 [0001]本发明属于新能源利用领域，具体涉及一种能高效利用太阳能的一种太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置背景技术】 [0002]太阳能热气流烟囱发电的基本原理是利用太阳能加热集热棚内的空气，产生温差，导致空气密度变化引起对流，使热气流从烟囱中流出，因此空气加热愈厉害，密度差越大，烟?越高，气流流动速度越大，发电量越大；现有的热气流烟?发电各种布置方式对气流的加热效果很差，造成发电效率很低，一般在1-3 %，致使到目前为止全世界还没有一个热气流烟囱发电站经过长期稳定的运行。

西班牙的曼萨纳首斯附近建成的50kW的试验电站，太阳能集热器直径240m，太阳塔高195m，直径10m1982-1986年间成功地运行了 36个月后在一场大风中塔被吹倒至今未能重建(胡立业，太阳能塔热气流发电站.能源技术，2006，26卷增刊，91-93);十年前就传说澳大利亚南部新南威尔斯州要建塔高1000米的热气流烟?电站，但至今未见建成消息，可能都与发电效率低有关尽管如此每年仍有大量关于热气流烟囱发电文献发表，说明全世界都在关注这种发电方式但以前的研究都致力于在热气流的范围内寻找改进方法未能有任何突破性进展而太阳能光伏发电作为已经产业化的太阳能利用技术，却因缺少高效而且易于实施的散热方法致使发电效率不高(张晓霞，候镜伟，殷盼盼，张国.太阳能光伏电池在聚光条件下冷却方式的研究，沈阳建筑大学学报，2008，24 (6):1091-1098)发明内容】 [0003]本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种同时利用太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电技术以提高总体发电效率的集成装置 [0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:包括集热棚底面以及设置在集热棚底面之上的集热棚顶盖，所述集热棚顶盖边缘与集热棚底面之间留有间隙，且在集热棚顶盖上设置有烟?，集热棚出口或烟?内设置有发电风扇，在集热棚顶盖上铺设有太阳能光伏电池板。

[0005]所述的太阳能光伏电池板覆盖在集热棚顶盖边缘；所述的太阳能光伏电池板覆盖整个集热棚顶盖；所述的太阳能光伏电池板背面带有强化换热元件翅片；所述的集热棚顶盖和集热棚底面以360°覆盖地面；所述的集热棚顶盖和集热棚底面以一小于360°的某一角度覆盖地面；所述的集热棚顶盖周向紧密连成一片，或分割成带间距的扇形区域 [0006]本发明用背面带翅片等强化换热元件的光伏电池板部分或全部代替目前热气流烟囱发电装置的集热棚顶盖的玻璃，大棚中的气流可以冷却光伏电池板，使其发电效率大增，同时电池板的底面可以加热气流，形成热气流发电，使整个装置的综合效率得到提高 [0007]这样结合有四个明显的优点: [0008](I)光伏电池得到有效的冷却，其发电效率可显著上升； [0009](2)大棚中的气流得到加热，可以用来驱动发电风扇； [0010](3)在相同的发电功率下，土地能得到有效的利用，集热棚顶面朝上部分的光伏电池板接受太阳能，产生电能，集热棚顶面朝下部分是光伏电池的散热面，加热集热棚中的气流一个面积的土地同时被太阳能光伏和热气流烟?两种发电方法所利用； [0011](4)本发明可以有效地提高太阳能电池板发电效率，提高基于太阳能热气流原理的动力装置的效率和可靠性，且具有能源利用效率高、结构简单等优点。

专利附图】【附图说明】 [0012]图1是本发明的整体结构示意图具体实施方式】 [0013]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明 [0014]参见图1，本发明包括集热棚底面I以及设置在集热棚底面I之上的集热棚顶盖3，集热棚顶盖3边缘与集热棚底面I之间留有间隙，且在集热棚顶盖3上设置有烟? 4，集热棚出口或烟? 4内设置有发电风扇5，在集热棚顶盖3边缘或整个集热棚顶盖3上铺设有太阳能光伏电池板2在太阳能光伏电池板2背面带有强化换热元件翅片6 [0015]本发明的集热棚顶盖3和集热棚底面I以360°或小于360°的某一角度覆盖地面，且集热棚顶盖3周向紧密连成一片，或分割成带间距的扇形区域，以利于太阳能电池板表面的清洗 [0016]本发明通过在集热棚顶盖3上铺设带翅片6的太阳能光伏电池板2利用其散热来加热进入集热棚的气流，同时提高太阳能光伏和热气流发电效率 [0017]太阳辐射穿过透明的集热棚顶盖3，被集热棚底面I吸热层吸收，同时由于温室作用，集热棚能够很好地阻隔地面发出的长波辐射进入棚内空气受到集热棚底面I加热使集热棚内外空气温度不同，产生密度差引起对流，热空气不断进入集热棚中部的烟囱4，棚外的冷空气通过四周的间隙进入集热棚，这样就形成了集热棚内空气沿径向汇入烟囱的连续流动，烟囱4中的上升气流推动发电风扇5转动，从而带动发电机发电。

同时,在集热棚顶盖3铺设太阳能光伏电池板2在光照下产生光生伏特效应产生电压，把太阳能转变为电能，在此过程中太阳能光伏电池板2产生的大量热能被用来加热集热棚内气流，形成热气流发电由于集热棚内气流吸走太阳能光伏电池板2的热能，对其进行冷却也使太阳能光伏发电效率提高 [0018]参照文献(Haafff, Friedrich K, Mayr G, Schlaich J.Solar chimneys.PartI!Principle and construct1n of the pilot plant in Manzanares.1nt.J.Sust.Energy1983:2:3-20.)数据模拟西班牙试验电站，将集热棚顶盖的玻璃全部换成太阳能电池板，假设太阳能光伏电池板的发电效率为15%，则太阳辐照强度为1000W.πΓ2时太阳能光伏电池发电量为τ X 122 2(m:) X 1000 d) X 0.15 ? 7.01 MW ;通过对太阳能电池板背面加强化m — 换热元件，可使太阳能电池板温度降低约10°c或更多，使太阳能电池板发电效率显著提升；同时热气流发电效率也会有所提高，使整个装置的发电功率比纯热气流烟囱电站的最大功率(50kW)有两个数量级的提升。

由于热气流的发电量与光伏发电量相比很小，因此即使烟囱或大棚内不设置发电风扇，烟囱只起到组织气流的作用，光伏电池的发电量也比同样面积下的一般光伏电池板发电量有明显的提高 [0019]本技术综合利用太阳能光伏、太阳能热气流烟囱发电的特点，提高太阳能利用率，绿色环保，节约土地，并且设备可靠稳定寿命长、安装维护简便，符合新能源发展的趋势权利要求】1.一种太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:包括集热棚底面(I)以及设置在集热棚底面(I)之上的集热棚顶盖(3)，所述集热棚顶盖(3)边缘与集热棚底面(I)之间留有间隙，且在集热棚顶盖(3)上设置有烟囱(4)，集热棚出口或烟囱(4)内设置有发电风扇(5)，在集热棚顶盖(3)上铺设有太阳能光伏电池板(2)2.根据权利要求1所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的太阳能光伏电池板(2)覆盖在集热棚顶盖(3)边缘3.根据权利要求1所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的太阳能光伏电池板(2)覆盖整个集热棚顶盖(3)4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的太阳能光伏电池板(2)背面带有强化换热元件翅片(6)。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的集热棚顶盖(3)和集热棚底面(I)以360°覆盖地面6.根据权利要求1所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的集热棚顶盖(3)和集热棚底面(I)以一小于360°的某一角度覆盖地面7.根据权利要求1所述的太阳能光伏、太阳能热气流烟?发电集成装置，其特征在于:所述的集热棚顶盖(3)周向紧密连成一片，或分割成带间距的扇形区域。