基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法与流程

本发明涉及综合能源利用，特别涉及一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、由于光伏电池硅材料禁带波长的限制，其只能将短波太阳辐射转化为电能，其余无法被转化的长波辐射将导致光伏电池温度升高，致使光电转换效率降低，分频器具有良好的光谱选择性，通过分频器构建分离式光伏光热系统可以实现太阳辐射的全光谱利用，并高效的产生热能和电能。

3、例如，专利号cn108625913a公开了一种基于聚光分频光伏光热与双联合朗肯循环技术的分布式冷热电联供系统，通过聚光和分频技术，将部分太阳光用于光伏电池发电，具有能量利用效率高，能量利用方式合理；不受地区、气候、时间变化的影响，可实现稳定能量输出的同时又能根据用户需求实现个性化能量输出。

4、但是，发明人发现，以上述方案为代表的冷热电联供系统，大多直接采用热水储热系统，易受到环境的影响，在波动的外界环境中，系统的效率较低，无法实现多品味能量更高效的光热利用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法，结合一次定日镜聚光装置和二次聚光反射装置，在提高太阳能利用率的同时，减少了占地面积，结合温差发电装置，实现了多品味能量的捕获、储存和利用。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统。

4、一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，包括：一次定日镜聚光装置、二次聚光反射装置、分频器、光伏电池、真空管集热器、固体储热器、温差发电装置和换热器；

5、一次定日镜聚光装置用于将太阳光聚光发射至二次聚光反射装置，二次聚光反射装置用于将接收到的光反射至分频器，分频器用于透射长波段光至真空管集热器、反射短波段光至光伏电池；

6、真空管集热器的输出端与固体储热器的输入端通过管路连通，固体储热器的第一输出端口通过管路与温差发电装置连通以提供冷源，固体储热器的第二输出端口通过管路与温差发电装置连通以提供热源，固体储热器的第二输出端口还通过管路与换热器的输入端口连通；

7、温差发电装置的输出端口分别通过管路与真空管集热器的输入端口和固体储热器的输入端口连通。

8、作为本发明第一方面进一步的限定，固体储热器的第一输出端口至温差发电装置的管路上依次连接有第一流量计、第一水泵和第一阀门；

9、固体储热器的第二输出端口至温差发电装置的管路上依次连接有第二流量计、第二水泵和第二阀门。

10、作为本发明第一方面更进一步的限定，第二水泵和第二阀门之间的管段与换热器的输入端口通过分支管路连通，且所述分支管路上连接有第三阀门。

11、作为本发明第一方面更进一步的限定，第三阀门的输出端口分别与换热器的输入端口和固体储热器的输入端口连通，温差发电装置的输出端口分别与换热器的输入端口和固体储热器的输入端口连通。

12、作为本发明第一方面进一步的限定，换热器的输出端口与固体储热器的输入端口之间的连通管路上连接有第四阀门，且温差发电装置的输出端口与固体储热器的输入端口之间的连通管路经过第四阀门。

13、作为本发明第一方面进一步的限定，换热器的热水输出端与电解池之间的管路上连接有第五阀门，储氢罐用于储存电解池生成的氢气。

14、作为本发明第一方面进一步的限定，一次定日镜聚光装置内配置有高度与方向可调控的自动双轴追踪器。

15、作为本发明第一方面进一步的限定，真空管集热器包括吸热管和玻璃管，吸热管和玻璃管夹层保持真空，传热流体工质由吸热管的一端流入，经太阳辐射加热后，从吸热管的另一端流出。

16、作为本发明第一方面进一步的限定，分频器位于二次聚光反射装置的下方，真空管集热器位于分频器的下方，光伏电池输出的直流电经控制器连接逆变器转变为交流电或利用蓄电池储存。

17、本发明第二方面提供了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统的工作方法。

18、一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统的工作方法，利用本发明第一方面所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源，包括以下过程：

19、当太阳辐射充足时，白天使真空管集热器、光伏电池、温差发电装置、蓄电池、固体储热器、换热器以及储氢罐进行工作，从而实现热能和电能的储存以及电能与热能的利用；夜晚使蓄电池、逆变器、固体储热器、换热器和储氢罐进行工作，满足夜间电能与热能的需求；

20、当太阳辐射较差时，白天光伏电池、真空管集热器、温差发电装置、蓄电池和固体储热器进行工作，从而实现热能和电能的储存；夜晚使蓄电池、逆变器、固体储热器和换热器进行工作，满足夜间电能与热能的需求。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明创新性的提出了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法，结合一次定日镜聚光装置和二次聚光反射装置，在提高太阳能利用率的同时，减少了占地面积，结合温差发电装置，实现了多品味能量的捕获、储存和利用。

23、2、本发明创新性的提出了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法，充分利用全光谱太阳能，适应于不同的季节需求，实现了热电能的相互转化和依存，满足了工业及家用环境下的多品质多品味能量储存需求，达到了能源梯级互补利用的目的，降低了传统能耗。

技术特征：

1.一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

2.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

3.如权利要求2所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

4.如权利要求3所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

5.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

6.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

7.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

8.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

9.如权利要求1所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统，其特征在于，

10.一种权利要求1-9任一项所述的基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：

技术总结
本发明提供了一种基于太阳能二次聚光分频的分布式综合能源系统及方法，二次聚光反射装置用于将接收到的一次定日镜聚光装置发来的光反射至分频器，分频器用于透射长波段光至真空管集热器、反射短波段光至光伏电池；真空管集热器的输出端与固体储热器的输入端通过管路连通，固体储热器的第一输出端口通过管路与温差发电装置连通以提供冷源，固体储热器的第二输出端口通过管路与温差发电装置连通以提供热源，固体储热器的第二输出端口还通过管路与换热器的输入端口连通；温差发电装置的输出端口分别通过管路与真空管集热器的输入端口和固体储热器的输入端口连通；本发明实现了多品味能量的捕获、储存和利用。

技术研发人员：徐辉,晏桂珍,徐洪涛,屈治国,王燕辉,孔淑豪,胡晓杰,翟绪恒,汤刚,王厚高,曹中云,姜洪旗,孙文
受保护的技术使用者：山东核电设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15