本發(fā)明屬于發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

作為新能源行業(yè)的重要組成部分的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，聚光熱發(fā)電是具有很大潛力和經(jīng)濟(jì)技術(shù)競爭優(yōu)勢的項(xiàng)目，其發(fā)展歷史可從上個世紀(jì)七十年代算起；而光伏特效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的時(shí)間更早并因此誕生了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)；從上述兩者應(yīng)用于發(fā)電的經(jīng)驗(yàn)分別看到：光伏與光熱各有優(yōu)缺點(diǎn)而裝置架構(gòu)截然不同，有些地域適應(yīng)光伏發(fā)電，另一些地區(qū)則適應(yīng)光熱發(fā)電，甚至還有另外的區(qū)域在不同的季節(jié)分別適應(yīng)光伏和光熱兩種發(fā)電形式。

由上所述，客觀上的市場需求為太陽能發(fā)電市場提供了可供技術(shù)攻關(guān)的努力方向，就是打造太陽能光伏光熱發(fā)電的兼容系統(tǒng)，在此首當(dāng)包括了太陽光的收集裝置，涉及光伏和光熱的兼容裝置，如何具體實(shí)施使光熱、光伏一體化成為了解決問題的關(guān)鍵；

中海陽能源集團(tuán)股份有限公司在前期研發(fā)過程中，推出了一款光熱、光伏一體化系統(tǒng)，專利號為：201410801519.x，包括：光熱發(fā)電槽式集熱器、聚光光伏電池組件和凸面反射鏡，凸面反射鏡活動安裝在光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管附近，光熱發(fā)電槽式集熱器的反射鏡的對稱軸上對應(yīng)設(shè)置有凸面反射鏡的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置設(shè)置于集熱管與反射鏡之間、第二工作位置設(shè)置于集熱管的相對徑向外側(cè)；聚光光伏電池組件設(shè)置于所述對稱軸上并靠近于所述反射鏡的整體鏡面中心位置；該發(fā)明在構(gòu)思上解決了光伏光熱一體化發(fā)電的思路，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)了諸多的設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致光伏光熱發(fā)電一體化的發(fā)展受到嚴(yán)重的制約，參照圖1所示，舉例如下：

1.凸面反射鏡在使用凸面反射光源發(fā)電的時(shí)候，其獨(dú)特的凸面鏡設(shè)計(jì)的凹面部分，自然的對集熱管形成了遮光罩的效果，阻擋光伏發(fā)電的同時(shí)，對光熱發(fā)電的兼容性的可能利用；

2.該發(fā)明采用雙瓣反射鏡一次反射光，再采用凸面反射鏡二次反射光，而后才通過雙瓣反射鏡中間部位設(shè)置的聚光光伏電池組來收集太陽光發(fā)電；多次反射會發(fā)生光的散射損失和反射損失，舉個通俗的例子，用鏡子反射的光照射物體和暴露在同等的陽光直射下，物體吸收的太陽光波的能量是完全不同的，因?yàn)殓R子的反射存在反射光損以及散射的緣故；

3.該發(fā)明采用聚光光伏電池組，該電池組采購昂貴，比普通的光伏板，光伏發(fā)電薄膜難于安裝，后期維護(hù)工作量大；

4.該發(fā)明不具備冬天的集熱管排水防凍設(shè)計(jì)；

5.該發(fā)明采用雙瓣反射、再凸面反射鏡反射、再對焦到聚光光伏電池組收集發(fā)電，中間涉及到復(fù)雜的對焦與反射調(diào)整的自動化機(jī)構(gòu)和復(fù)雜的算法控制，不利于前期資金的合理節(jié)約；

6.該發(fā)明的凸面反射鏡不具備自帶配重的控制結(jié)構(gòu)，在實(shí)際自動控制過程中，耗能高，對逆止器的使用過度，造成后期維護(hù)起來也不方便；

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置，針對現(xiàn)有光熱光伏兼容發(fā)電的諸多缺陷，設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)電效率高，前期投入低，后期維護(hù)方便的全自動化、多功能于一身的光伏光熱發(fā)電兼容裝置；

一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置，包括：驅(qū)動立柱、支撐立柱、驅(qū)動系統(tǒng)、軸承、扭矩軸、懸臂支架、反射鏡、光伏板、集熱管支架、集熱管、角度傳感器和限位開關(guān)；

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動立柱由鋼材焊接而成，在底部留有地腳螺栓孔，與地面基礎(chǔ)進(jìn)行固定，上部留有螺栓孔，用于連接驅(qū)動系統(tǒng)；

進(jìn)一步的，所述支撐立柱由鋼材焊接而成，在底部留有地腳螺栓孔，與地面基礎(chǔ)進(jìn)行固定，上部留有螺栓孔，用于連接安裝在其上部的所述軸承；

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括：回轉(zhuǎn)減速機(jī)、減速箱、電機(jī)、編碼器和回轉(zhuǎn)軸；所述驅(qū)動系統(tǒng)是整套裝置的動力來源，驅(qū)動裝置沿回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)跟蹤太陽；所述驅(qū)動系統(tǒng)的底部固定在驅(qū)動立柱上，所述驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)面與所述扭矩軸連接，帶動扭矩軸旋轉(zhuǎn)；

作為一種舉例說明，所述驅(qū)動系統(tǒng)還可以采用液壓推桿或電推桿的結(jié)構(gòu)形式提供動力；

進(jìn)一步的，所述軸承固定在支撐立柱上，用于連接扭矩軸；

作為一種舉例說明，所述軸承可以設(shè)計(jì)成滑動軸承或滾動軸承的工作結(jié)構(gòu)；

進(jìn)一步的，所述扭矩軸選用圓鋼管類型材焊接而成，其兩端分別與驅(qū)動系統(tǒng)和軸承連接；扭矩軸上還焊接有若干焊耳，用于固定懸臂支架和集熱管支架；

進(jìn)一步的，所述懸臂支架由型材管焊接而成，焊接成桁架形式以提高強(qiáng)度和剛度。懸臂支架固定在所述扭矩軸的焊耳上；所述懸臂支架上端用于連接反射鏡，下端用于連接光伏板；

進(jìn)一步的，所述反射鏡為具有一定弧度的鋼化玻璃，玻璃背面有涂層，用于反射太陽光；所述反射鏡固定安裝在所述懸臂支架上，且呈對稱布置的方式設(shè)置在所述扭矩軸兩側(cè)，反射鏡布置后聚光焦點(diǎn)位置即為集熱管的安裝位置；

作為一種舉例說明，所述反射鏡的數(shù)量可以為多組結(jié)構(gòu)拼裝，具體的需根據(jù)扭矩軸的長度進(jìn)行對稱布置；

進(jìn)一步的，所述光伏板為一般硅晶材料或者薄膜電池，安裝在懸臂支架下方；通過所述驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)到迎光面，即可通過光伏板進(jìn)行發(fā)電；

作為一種舉例說明，所述光伏板即可起到發(fā)電的作用，還可起到對稱集熱管的配重作用；

進(jìn)一步的，所述集熱管支架由鋼材焊接而成，所述集熱管支架的一端固定在扭矩軸上，另一端用于連接集熱管；所述集熱管支架的長度與反射焦距有關(guān)，集熱管支架上安裝的集熱管中心為焦點(diǎn)位置；

進(jìn)一步的，所述集熱管為真空管，里面留有水、導(dǎo)熱油或其他儲熱介質(zhì)；所述集熱管的中心設(shè)置在反射鏡的焦點(diǎn)位置上；

進(jìn)一步的，所述角度傳感器安裝在集熱管支架上，起到實(shí)時(shí)監(jiān)測、反饋整個本發(fā)明之發(fā)電裝置的角度作用；

進(jìn)一步的，所述限位開關(guān)安裝在所述驅(qū)動系統(tǒng)上，用于限定驅(qū)動系統(tǒng)的位置限制；

為了更好的說明本發(fā)明的工作原理，現(xiàn)簡要介紹其設(shè)計(jì)依據(jù)如下：

光熱光伏一體化發(fā)電裝置是將光熱發(fā)電與光伏發(fā)電集成在一起，該發(fā)電裝置一面為反射鏡與集熱管等部件組成的聚光集熱器系統(tǒng)，可以吸收太陽能用于供熱和發(fā)電，而在聚光集熱器的另一面則放置光伏板，可以在需要發(fā)電的時(shí)候使用，該形式可以在特殊的地區(qū)使用，如在不同條件下需間斷的供暖及供電；該結(jié)構(gòu)形式可以有效的節(jié)約寶貴的土地資源，可以將供暖及供電有效的結(jié)合起來；

光熱光伏一體化發(fā)電裝置，根據(jù)光物理環(huán)境的不同來選擇光熱或光伏工作模式；工作時(shí)分為兩種狀態(tài)可相互切換，即光熱工作狀態(tài)和光伏工作狀態(tài)；當(dāng)反射鏡和集熱管等部件朝向太陽并實(shí)時(shí)跟蹤的情況下為光熱工作模式，當(dāng)光伏板朝向太陽并實(shí)時(shí)跟蹤的情況下為光伏工作模式；兩種模式相互補(bǔ)充，相互協(xié)調(diào)。

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述光伏板可采用普通晶硅電池或薄膜電池中的一種或者組合；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述薄膜電池還可增設(shè)安裝在所述反射鏡的背面，加大光伏發(fā)電時(shí)太陽光的反射能量；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述集熱管安裝時(shí)留有一定傾角，冬天時(shí)集熱管中的載體可自動回流到儲熱罐中，減少發(fā)生冰凍損壞集熱管的概率；

作為一種應(yīng)用舉例說明，此發(fā)明裝置組成的系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)地要求自由切換，如一部分調(diào)整為光熱工作狀態(tài)，另一部分調(diào)整為光伏工作狀態(tài)，也可以兩部分工作狀態(tài)同時(shí)工作；

有益效果：

1、本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置具有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、便于改換裝和革新等優(yōu)點(diǎn)；

2、該裝置可最大限度的利用空間，節(jié)省了寶貴的土地資源，具有較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值和科研價(jià)值；

3、本發(fā)明之發(fā)電裝置可根據(jù)不同維度來調(diào)整光伏板傾角位置，可最大程度的減少余弦損失，進(jìn)而增大發(fā)電量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的現(xiàn)有技術(shù)舉例圖

圖2為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖5為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的扭矩軸結(jié)構(gòu)圖

圖6為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的光熱工作狀態(tài)示意圖(上方為太陽方向)

圖7為本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置的光伏工作狀態(tài)示意圖(上方為太陽方向)

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖1至圖7所示，一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置，包括：驅(qū)動立柱1、支撐立柱2、驅(qū)動系統(tǒng)3、軸承4、扭矩軸5、懸臂支架6、反射鏡7、光伏板8、集熱管支架9、集熱管10、角度傳感器11和限位開關(guān)12；

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動立柱1由鋼材焊接而成，在底部留有地腳螺栓孔，與地面基礎(chǔ)進(jìn)行固定，上部留有螺栓孔，用于連接驅(qū)動系統(tǒng)3；

進(jìn)一步的，所述支撐立柱2由鋼材焊接而成，在底部留有地腳螺栓孔，與地面基礎(chǔ)進(jìn)行固定，上部留有螺栓孔，用于連接安裝在其上部的所述軸承4；

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動系統(tǒng)3包括：回轉(zhuǎn)減速機(jī)3.1、減速箱3.2、電機(jī)3.3、編碼器3.4和回轉(zhuǎn)軸；所述驅(qū)動系統(tǒng)3是整套裝置的動力來源，驅(qū)動整套裝置沿回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)跟蹤太陽；所述驅(qū)動系統(tǒng)3的底部固定在驅(qū)動立柱1上，所述驅(qū)動系統(tǒng)3的側(cè)面與所述扭矩軸5連接，帶動扭矩軸5旋轉(zhuǎn)；

作為一種舉例說明，所述驅(qū)動系統(tǒng)3還可以采用液壓推桿或電推桿的結(jié)構(gòu)形式提供動力；

進(jìn)一步的，所述軸承4固定在支撐立柱2上，用于連接扭矩軸5；

作為一種舉例說明，所述軸承4可以設(shè)計(jì)成滑動軸承或滾動軸承的工作結(jié)構(gòu)；

進(jìn)一步的，所述扭矩軸5選用圓鋼管類型材焊接而成，其兩端分別與驅(qū)動系統(tǒng)3和軸承4連接；扭矩軸5上還焊接有若干焊耳5.1，用于固定懸臂支架6和集熱管支架9；

進(jìn)一步的，所述懸臂支架6由型材管焊接而成，焊接成桁架形式以提高強(qiáng)度和剛度。懸臂支架6固定在所述扭矩軸5的焊耳5.1上；所述懸臂支架6上端用于連接反射鏡7，下端用于連接光伏板8；

進(jìn)一步的，所述反射鏡7為具有一定弧度的鋼化玻璃，玻璃背面有涂層，用于反射太陽光；所述反射鏡7固定安裝在所述懸臂支架6上，且呈對稱布置的方式設(shè)置在所述扭矩軸5兩側(cè)，反射鏡7布置后聚光焦點(diǎn)位置即為集熱管10的安裝位置；

作為一種舉例說明，所述反射鏡7的數(shù)量可以為多組結(jié)構(gòu)拼裝，具體的需根據(jù)扭矩軸5的長度進(jìn)行對稱布置；

進(jìn)一步的，所述光伏板8為一般硅晶材料或者薄膜電池，安裝在懸臂支架6下方；通過所述驅(qū)動系統(tǒng)3旋轉(zhuǎn)到迎光面，即可通過光伏板8進(jìn)行發(fā)電；

作為一種舉例說明，所述光伏板8即可起到發(fā)電的作用，還可起到對稱集熱管10的配重作用；

進(jìn)一步的，所述集熱管10支架由鋼材焊接而成，所述集熱管10支架的一端固定在扭矩軸5上，另一端用于連接集熱管10；所述集熱管支架9的長度與反射焦距有關(guān)，集熱管支架9上安裝的集熱管10中心為焦點(diǎn)位置；

進(jìn)一步的，所述集熱管10為真空管，里面留有水、導(dǎo)熱油或其他儲熱介質(zhì)；所述集熱管10的中心設(shè)置在反射鏡7的焦點(diǎn)位置上；

進(jìn)一步的，所述角度傳感器11安裝在集熱管支架9上，起到實(shí)時(shí)監(jiān)測、反饋整個本發(fā)明之發(fā)電裝置的角度作用；

進(jìn)一步的，所述限位開關(guān)12安裝在所述驅(qū)動系統(tǒng)3上，用于限定驅(qū)動系統(tǒng)3的位置限制；

為了更好的說明本發(fā)明的工作原理，現(xiàn)簡要介紹其設(shè)計(jì)依據(jù)如下

光熱光伏一體化發(fā)電裝置是將光熱發(fā)電與光伏發(fā)電集成在一起，該發(fā)電裝置一面為反射鏡與集熱管等部件組成的聚光集熱器系統(tǒng)，可以吸收太陽能用于供熱和發(fā)電，而在聚光集熱器的另一面則放置光伏板，可以在需要發(fā)電的時(shí)候使用，該形式可以在特殊的地區(qū)使用，如在不同條件下需間斷的供暖及供電；該結(jié)構(gòu)形式可以有效的節(jié)約寶貴的土地資源，可以將供暖及供電有效的結(jié)合起來；

光熱光伏一體化發(fā)電裝置，根據(jù)光物理環(huán)境的不同來選擇光熱或光伏工作模式；工作時(shí)分為兩種狀態(tài)可相互切換，即光熱工作狀態(tài)和光伏工作狀態(tài)；當(dāng)反射鏡和集熱管等部件朝向太陽并實(shí)時(shí)跟蹤的情況下為光熱工作模式，當(dāng)光伏板朝向太陽并實(shí)時(shí)跟蹤的情況下為光伏工作模式；兩種模式相互補(bǔ)充，相互協(xié)調(diào)。

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述光伏板8可采用普通晶硅電池或薄膜電池中的一種或者組合；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述薄膜電池還可增設(shè)安裝在所述反射鏡的背面，加大光伏發(fā)電時(shí)太陽光的反射能量；

作為一種應(yīng)用舉例說明，所述集熱管10安裝時(shí)留有一定傾角，冬天時(shí)集熱管中的載體可自動回流到儲熱罐中，減少發(fā)生冰凍損壞集熱管的概率；

作為一種應(yīng)用舉例說明，此發(fā)明裝置組成的系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)地要求自由切換，如一部分調(diào)整為光熱工作狀態(tài)，另一部分調(diào)整為光伏工作狀態(tài)，也可以兩部分工作狀態(tài)同時(shí)工作；

本發(fā)明一種光熱光伏一體化發(fā)電裝置具有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、便于改換裝和革新等優(yōu)點(diǎn)；該裝置可最大限度的利用空間，節(jié)省了寶貴的土地資源，具有較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值和科研價(jià)值；本發(fā)明之發(fā)電裝置可根據(jù)不同維度來調(diào)整光伏板傾角位置，可最大程度的減少余弦損失，進(jìn)而增大發(fā)電量。

以上公開的僅為本申請的一個具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。