一种风光生互补的温差发电装置

摘要

本发明提出一种风光生互补的温差发电装置，主要包括：垂直轴风力制热机、圆台形主体、半柔性太阳能发电片、槽型抛物面聚光器、流量检测器、水泵和沼气池；本发明将半柔性太阳能发电片与温差发电片相结合，既利用了废热，提高了系统的发电效率，又能降低柔性太阳能发电片的背板温度，进一步提高光电转换效率和太阳能电池的寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及一种风光生互补的温差发电装置，属于可再生能源温差发电领域。

背景技术

能源是人类生存和社会发展的基础。如今人们对能源的需求量越来越大并且能量来源仍主要以煤炭、石油和天然气等化石能源为主，而化石燃料为不可再生资源，储量有限，并且使用后会加重环境污染。寻找可靠的可再生能源，增加对可再生能源的利用比例成为了能源发展的大方向。

风能、太阳能、生物质能是可广泛取得的绿色可再生能源，它们的绿色环保、高效低成本等特点，对于改善生态环境、人居环境以及实现经济可持续发展具有重大意义。我国太阳能、风能和生物质能的资源十分丰富，尤其是西北地区，太阳辐照度较强，全年风量较大，有广阔的应用前景。

太阳能的利用中太阳能光伏利用占很大一部分。然而，太阳能电池的转化效率与自身的运行温度密切相关，效率会随着温度的上升而降低。相关研究表明：电池温度每上升1 K，晶硅电池的光电转化效率就会下降约0．4％，非晶硅电池下降大约0．1％。另外，电池在达到其运行温度上限后，温度每上升10 K，其老化速率将增加一倍。

温差发电也具有清洁无污染、无排放、无噪音、灵活轻便、可靠性高、寿命长等优点。温差发电是基于塞贝克效应的能将热能转化为电能的发电技术，是通过将一块N型半导体和一块P型半导体的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温，激发空穴和电子向低温扩散，从而在低温开路处的两端形成电势差。单个热电偶的输出电压较小，但如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成一个模块，就能组成一个具有充足电压的温差发电器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风光生互补的温差发电装置，增加对可再生能源的利用比例。

一种风光生互补的温差发电装置，包括：垂直轴风力制热机、圆台形主体、半柔性太阳能发电片、槽型抛物面聚光器、流量检测器、水泵和沼气池；

所述圆台形主体内部从外到内依次设有，半导体温差发电片层、冷却水层和导热油腔；

所述垂直轴风力制热机设置在圆台形主体的中心，所述垂直轴风力制热机上半部与风机叶片固定连接，所述垂直轴风力制热机下半部分固定连接有搅拌叶片，所述搅拌叶片设置在所述导热油腔内；

若干所述半柔性太阳能发电片设置在圆台形主体外表面对立两侧；

所述支架设置在圆台形主体底部，所述槽型抛物面聚光器设置在支架上，并且所述槽型抛物面聚光器的反射面对应一侧的半柔性太阳能发电片，用于反射光线；

冷却水管从冷却水层的一端接出，依次连接流量检测器、水泵和沼气池，冷却水管接入冷却水层的另一端，完成冷却水的循环。

优选地，所述搅拌叶片的边缘附满橡胶绒毛。

优选地，所述半柔性太阳能电池的背面涂有选择性吸收涂层。

优选地，所述半导体温差发电片包括热端和冷端，所述半导体温差发电片的热端与圆台形主体内表面相贴合，所述半导体温差发电片的冷端与冷却水层相连接。

优选地，所述各半导体温差发电片之间的间隙处加设保温层。

优选地，所述支架设有伸缩层，所述伸缩层内设有滑槽，所述槽型聚光器可根据需要滑动调整位置。

优选地，圆台形主体上方设有换油口，所述导热油腔的上方开有槽口，所述搅拌叶片的连接杆穿过所述槽口与垂直轴风力制热机的转轴相连。

优选地，所述冷却水层与所述温差发电片层连接处设有散热翅片。

有益效果：

1.该装置将半柔性太阳能发电片与温差发电片相结合，既利用了废热，提高了系统的发电效率，又能降低柔性太阳能发电片的背板温度，进一步提高光电转换效率和太阳能电池的寿命。

2.该装置将风力制热机与柔性太阳能发电片结构上结合在一起，节省了空间利用率，也使装置在夜晚也有工作效果。

3.该装置将光伏板的余热和风力转化的热量输送给了沼气池，使废热得到了利用，提高了能量的利用率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体结构俯视图；

图3是本发明的圆台形主体局部剖面图；

图4是本发明的温差电池器件局部放大图；

图中：垂直轴风力制热机1、圆台形主体2、半柔性太阳能发电片3、槽型抛物面聚光器4、换油口5、支架6、流量检测器7、水泵8、沼气池9、选择性吸收涂层10、半导体温差发电片11、散热翅片12、导热油腔13和搅拌叶片14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

如图1-4所示，一种风光生互补的温差发电装置，包括：垂直轴风力制热机1、圆台形主体2、半柔性太阳能发电片3、槽型抛物面聚光器4、流量检测器7、水泵8和沼气池9；

所述圆台形主体2内部从外到内依次设有，半导体温差发电片11层、冷却水层和导热油腔13；

所述垂直轴风力制热机1设置在圆台形主体的中心，所述垂直轴风力制热机1上半部与风机叶片固定连接，所述垂直轴风力制热机1下半部分固定连接有搅拌叶片14，所述搅拌叶片14设置在所述导热油腔13内；

若干所述半柔性太阳能发电片3设置在圆台形主体2外表面对立两侧；

所述支架6设置在圆台形主体2底部，所述槽型抛物面聚光器4设置在支架6上，并且所述槽型抛物面聚光器4的反射面对应一侧的半柔性太阳能发电片3，用于反射光线；

冷却水管从冷却水层的一端接出，依次连接流量检测器7、水泵8和沼气池9，冷却水管接入冷却水层的另一端，完成冷却水的循环。

优选地，所述搅拌叶片14的边缘附满橡胶绒毛。

优选地，所述半柔性太阳能电池3的背面涂有选择性吸收涂层10。

优选地，所述半导体温差发电片11包括热端和冷端，所述半导体温差发电片11的热端与圆台形主体2内表面相贴合，所述半导体温差发电片11的冷端与冷却水层相连接。

优选地，所述各半导体温差发电片11之间的间隙处加设保温层。

优选地，所述支架6设有伸缩层，所述伸缩层内设有滑槽，所述槽型聚光器4可根据需要滑动调整位置。

优选地，圆台形主体2上方设有换油口5，所述导热油腔13的上方开有槽口，所述搅拌叶片14的连接杆穿过所述槽口与垂直轴风力制热机1的转轴相连。

优选地，所述冷却水层与所述温差发电片11层连接处设有散热翅片12。

工作原理：本发明在白天阳光充足时主要以太阳能发电为主，面向太阳一侧半柔性太阳能发电片3直接接受太阳辐射进行光电转化，背向太阳一侧半柔性太阳能发电片3接受槽型抛物面聚光器4反射汇聚的光进行光电转化；未被半柔性太阳能发电片3利用的光被选择性吸收涂层10转化为热能，与半柔性太阳能发电片3的废热一同传递给半导体温差发电片11的热端，使一部分热能转化为电能，剩余热量被冷却水带走；与此同时，垂直轴风力制热机1带动搅拌叶片14搅拌导热油进行风力制热，热量通过冷却水一同被输送到沼气池9中，使沼气池9内温度升高，生物质活性增强，从而提高沼气的产出速率。在夜间或阴天光照不强时，仍可以由风力制热来提高沼气产出速率。

所述沼气池9通有冷却水，吸收光伏板背板的废热和风力搅拌导热油产生的热量，提高生物质的活性以增加沼气的产出率。

所述搅拌叶片14由风力带动叶片旋转，搅拌导热油产生热量，再将热量传递给冷却水。

所述半柔性太阳能电池3塑性较好，可以与所述圆台形主体2的表面相贴合，贴在圆台形主体的南北表面，将光能转化为电能；所述半柔性太阳能电池3的背面涂有选择性吸收涂层10，将未被利用的光能转化为热能，与太阳能电池背板的废热一起传递到冷却水中，提高了光能的利用率。

所述各半导体温差发电片11之间的保温层，使热量能沿着垂直于发电片表面的方向传导，将热能转化为电能。

所述散热翅片12作为所述温差发电片11的冷端，通有循环冷却水，将两边的热量输送到所述沼气池9中，使所述沼气池中的生物质活性增强，从而提高沼气的产出率，同时给循环冷却水降温。

以上所述仅是本实用说，在不新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。