專利名稱：水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能開發(fā)利用的領(lǐng)域，特別是一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴峻。而太陽能作為最具潛力的、可再生的、清潔能源，其儲量的無限性、存在的普遍性、應(yīng)用的清潔性以及利用的經(jīng)濟性，越來越被人們所青睞。積極開發(fā)太陽能，大力發(fā)展光伏發(fā)電、在全球范圍得到了空前重視，已列為各國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的國策。光伏發(fā)電，也稱太陽能發(fā)電，即利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換為電能輸出。聚光光伏發(fā)電，是在第三代太陽能電池(如能承受1000倍聚光光照的III-V族半導(dǎo)體電池)的基礎(chǔ)上，運用陽光聚焦產(chǎn)生的強光照度，驅(qū)動光伏電池發(fā)電，用相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，從而節(jié)約了寶貴的土地資源和太陽能發(fā)電的開發(fā)成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的，是向社會公開一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場。強光照度驅(qū)動 III-V族半導(dǎo)體電池發(fā)電，被稱之謂第三代太陽能發(fā)電技術(shù)，然而，在高照度下，光伏電池的散熱問題，成為業(yè)內(nèi)首當(dāng)其沖、急需解決的技術(shù)問題。若采用水冷散熱，不但能輕松地解決光伏發(fā)電的散熱難題，還可大量獲得寶貴的熱水資源。[0004] —種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、巡回冷卻系統(tǒng)、陽光跟蹤系統(tǒng)、逆變蓄配電系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)；所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單個凸透鏡陣列組合，形成透鏡群的聚焦群，聚焦群作用于能承受高聚焦的III-V族半導(dǎo)體電池群上，相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，從而節(jié)約了寶貴的土地資源和太陽能發(fā)電的開發(fā)成本；所述的跟蹤系統(tǒng)，具有實時、自動跟蹤陽光軸的功能；聚光光伏發(fā)電的散熱問題，是業(yè)內(nèi)的一道技術(shù)難題，采用水冷散熱方案，有效破解了這道難題，并能同時、高效、可靠地獲得發(fā)電、供熱的二種太陽能的轉(zhuǎn)換能，“魚”和“熊掌”兼而得之。本發(fā)明的優(yōu)點在于。能效率高，發(fā)電、供熱兼得。本發(fā)明的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，由于采用了水冷散熱技術(shù)，克服了高聚光太陽能電池散熱的難題，使水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場在獲得最高發(fā)電量的同時，還可得到由水冷散熱而獲得的熱量，可謂一舉雙得，從而同時、高效、可靠地獲得發(fā)電、供熱的二種太陽能的轉(zhuǎn)換能。自動校準(zhǔn)，實時跟蹤。實時精準(zhǔn)跟蹤陽光，是太陽能發(fā)電效率的決定因素，本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場采用的發(fā)電器(0)，具有實時、自動調(diào)整發(fā)電器的中心軸與太陽光軸相平行的功能，使水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的向陽面始終保持與陽光軸處于垂直的狀態(tài)；實時跟蹤、高聚光大陽能電池、水冷散熱綜合技術(shù)的應(yīng)用，保障了水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，獲得最大功效值。結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化生產(chǎn)。水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場所采用的發(fā)電器(O )，結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化制造；由A、B、C、D四組模塊單元(18)，組合成一臺主機，生產(chǎn)制造、售后服務(wù)相對簡單容易。[0007]制造容易，成本低廉。本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的透鏡群，采用樹脂注塑成形，制造方便，主要器材都是常規(guī)的原器件，方便器材的采購，可便于大規(guī)模生產(chǎn)開發(fā)，造價相對低廉。資源占有率、開發(fā)成本低，運營可靠。相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，從而節(jié)約了寶貴的土地資源和太陽能發(fā)電的開發(fā)成本，水冷散熱技術(shù)的應(yīng)用從根本上解決了聚光光伏發(fā)電的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)造了太陽能發(fā)電場可靠運營的環(huán)境條件。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的。一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、巡回冷卻系統(tǒng)、陽光跟蹤系統(tǒng)、逆變蓄配電系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)；所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，包括，水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)、自攻鏍絲(I)、三位一體支撐件(2)、透鏡群支架(3)、透鏡群(4)、模塊單元(18);所述的發(fā)電系統(tǒng)，包括，光伏電池(6)、安裝板(7)、聚焦群(9);所述的冷卻系統(tǒng)，包括，低溫管口(5)、水冷散熱片(8)、水冷散熱器(10)、連接鏍銓(11)、密封墊(12)、水箱·(13)、高溫管口(14)、低溫管路、高溫管路及冷卻泵房；所述的陽光跟蹤系統(tǒng)，包括，陽光軸跟蹤機(15)、跟蹤機柱(16)及跟蹤機座(17);所述的逆變蓄配電系統(tǒng)，包括，逆變、蓄電、升壓及并網(wǎng)的設(shè)備；所述的監(jiān)測控制系統(tǒng)，采集各系統(tǒng)的運營參數(shù)，調(diào)度控制發(fā)電場的經(jīng)常運作；其特征在于水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)、經(jīng)組合陣列，形成集約化、規(guī)模化的聚光光伏太陽能發(fā)電場；所述的聚光光伏太陽能發(fā)電場，采用水冷散熱方案，保障發(fā)電場的可靠運營；所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)的透鏡群；所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)上，安裝有具實時、自動跟蹤太陽光軸功能的陽光軸跟蹤機(15)，以獲得太陽能的最大能效值；所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(0)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)的透鏡群(4);所述的透鏡群(4)，由自攻鏍絲(I)固定安裝于透鏡群支架(3)上；所述的光伏電池(6 )，安裝于三位一體支撐件(2 )的安裝板(7 )上，光伏電池(6 )中的半導(dǎo)體件部位，與透鏡群的聚焦點保持嚴格的一致，以保證聚焦群(9)的焦點能落實于光伏電池(6)的半導(dǎo)體發(fā)電的部件上；所述的發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池(6)，采用的是能承受1000倍聚光的III-V族半導(dǎo)體芯片；所述的III-V族半導(dǎo)體芯片具有極高的光電轉(zhuǎn)換效率，相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，可大幅節(jié)省土地資源、制造成本，為太陽能發(fā)電提供了技術(shù)支撐；所述的三位一體支撐件(2)，通過連接鏍銓(11)，與其等效結(jié)構(gòu)的水箱(13 )相連接，三位一體支撐件(2 )與水箱(13 )相連接的層面上，設(shè)有密封墊(12 );所述的水箱(13)上，設(shè)有低溫管口(5)及高溫管口(14);所述的水箱(13)上的低溫管口(5)及高溫管口( 14)，分別與巡回冷卻系統(tǒng)中的低溫管路及高溫管路相接通，巡回冷卻系統(tǒng)中的冷卻泵房向水箱(13)注入冷卻用水，經(jīng)巡回冷卻后的熱水，經(jīng)由高溫管路匯入熱水貯罐中；所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，在獲得太陽光發(fā)電的同時，還獲得了太陽光的熱倉泛。所述的發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池(6)，采用的是能達到1000倍聚光的III-V族半導(dǎo)體芯片；所述的III-V族半導(dǎo)體芯片具有極高的光電轉(zhuǎn)換效率，相對晶硅芯片，產(chǎn)生同樣多的電能，只需很少的III-V族半導(dǎo)體芯片就可完成，可大幅節(jié)省制造及發(fā)電成本。所述的三位一體支撐件(2)，位于水箱(13)的上方，三位一體支撐件(2)，包括水冷散熱片(8 )、光伏電池(6 )的安裝板(7 )及透鏡群支架(3 )。所述的三位一體支撐件(2 )，呈方型的箱式結(jié)構(gòu)，方型的箱式結(jié)構(gòu)的沿口上，設(shè)有透鏡群(4)的安裝孔，透鏡群(4)通過自攻鏍絲(I)，固定在透鏡群支架(3 )上。所述的呈箱式結(jié)構(gòu)三位一體支撐件(2)的箱底部，充當(dāng)光伏電池(6)的安裝板(7);所述的安裝于安裝板(7)上的光伏電池(6)，其數(shù)量與安裝于透鏡群支架(3)上的透鏡群
(4)的透鏡數(shù)是一致的，透鏡的中軸線與光伏電池(6)的半導(dǎo)體件的中心保持嚴格的一致，光伏電池(6 )與透鏡群(4)之間的高度即是透鏡的焦距，透鏡群的聚焦點群，落實于光伏電池(6)的半導(dǎo)體件的中心位置上。所述的安裝板(7)的下方，設(shè)有水冷散熱片(8);所述的水冷散熱片(8)，伸入水箱 (13)中；所述的水冷散熱片(8)，以安裝于其上的光伏電池(6)，實行分組，各組的水冷散熱片(8)之間，設(shè)有一片較長的散熱片，以控制水流的移動方向。所述的水冷散熱片(8)，以安裝于其上的光伏電池(6)，實行分組，各組的水冷散熱片(8)之間，設(shè)有一片較長的散熱片，以控制水流的移動方向。所述的凸透鏡群(4)，是由單體凸透鏡以“縱列橫行”的編陣，組成陣列式透鏡群的；所述的陣列式透鏡群，采用樹脂注塑，以上下對稱、“縱列橫行”布局陣列的二張上、下殼體，采用超聲波熱合，形成殼體群的主體。所述的上殼體(108)和下殼體(109)采用透明度極好的樹脂注塑成形；所述的樹脂注塑成形的陣列式透鏡群，包括，注液管(101)、鏡外面積(102)、連通孔(103)、隼合線
(104)、殼體群(105)、熱合線(106)、排氣管(107)、上殼體(108)、下殼體(109)。所述的上殼體(108)和下殼體(109)上，設(shè)有呈凸面圓形狀的殼體群(105);所述的上殼體(108)和下殼體(109)的熱合位上，設(shè)有隼合線(104)，以便熱合時的對準(zhǔn)；所述的上殼體(108)和下殼體(109)，采用超聲波熱合，形成太陽能陣列式透鏡群的主體。進一步，所述的各凸面圓殼體群(105)的相鄰處，設(shè)有連通孔(103);所述的殼體群
(105)的上方，設(shè)有注液管(101)及排氣管(107);所述的透鏡群中，注入透明的化學(xué)液體。所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，采用了先進的實時自動跟蹤太陽光軸技術(shù)；所述的陽光軸跟蹤機(15)，是集陽光跟蹤儀及驅(qū)動構(gòu)件于一體的控制部件，具有使水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的中心軸，實時、自動調(diào)整與太陽光軸相平行的功能，以獲得太陽能的最大能效值。所述的陽光軸跟蹤機(15 )，包括，跟蹤機法蘭(201)、旋轉(zhuǎn)架(202 )、旋轉(zhuǎn)鼓(203 )、銷子A (204)、軸承A (205)、齒輪A (206)、跟蹤儀(207)、蝸桿減速微電機A (208)、法蘭連接體(209)、旋轉(zhuǎn)軸(210)、銷子B (211)、軸承B (212)、齒輪B (213)、固定軸(214)、蝸桿減速微電機B (215)、蝸桿B (216)、連接鏍銓(217)、連接柱法蘭(218)。所述的旋轉(zhuǎn)架(202)，呈圓筒結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)架(202)被去除了中間部分后的空間，是旋轉(zhuǎn)鼓(203)的安裝位；所述的旋轉(zhuǎn)架(202)的兩側(cè)，設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸(210)穿過的圓孔，所述的圓孔中，設(shè)有位于旋轉(zhuǎn)軸(210)上的軸承A (205)的安裝座；所述的設(shè)有軸承A (205)的旋轉(zhuǎn)軸(210)，穿過旋轉(zhuǎn)架(202)的預(yù)置孔，橫貫于旋轉(zhuǎn)架(202)的中心；所述的旋轉(zhuǎn)軸(210)的中間位上，設(shè)有旋轉(zhuǎn)鼓(203 )。所述的旋轉(zhuǎn)鼓(203)，呈鼓形結(jié)構(gòu)，呈鼓形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)鼓(203)的兩端，設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸(210)貫通的安裝孔，旋轉(zhuǎn)鼓(203)，通過銷子A (204)定位于旋轉(zhuǎn)軸(210)上；所述的旋轉(zhuǎn)鼓(203 )的正面，設(shè)有跟蹤儀(207 )的安裝位；所述的旋轉(zhuǎn)架(202 )底部的中心，設(shè)有固定軸
(214)。所述的固定軸(214)上，安裝有軸承B (212)及齒輪B (213);所述的固定軸(214)，通過銷子B (211)，定位于旋轉(zhuǎn)架(202)底部的中心孔上；所述的旋轉(zhuǎn)架(202)通過軸承B
(212)，定位于法蘭連接體(209)上。所述的軸承B (212)，安裝于法蘭連接體(209)上的軸承座上；所述的法蘭連接體(209 )與連接柱法蘭(218)通過連接鏍銓(217)相連接；所述的跟蹤機法蘭(201)固定安裝于旋轉(zhuǎn)軸(210)兩端上；所述的陽光軸跟蹤機(15)，具有自動跟蹤太陽光軸并向傳動部件發(fā)出動作指令的功能，使太陽能采集器的向陽面始終保持與陽光軸處于垂直的狀態(tài)。 所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的主體，是由A、B、C、D四組模塊單元(18)組合而成的。所述的所述的模塊單元(18)，各自擁有單獨的功能部件。所述的四塊模塊單元(18)，其幾何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的開發(fā)生產(chǎn)。

附圖I為本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的平面布局示意圖。附圖2為本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電機整機結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器發(fā)電原理及局部結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為本發(fā)明陣列式透鏡群的平面示意圖(一)。附圖5為本發(fā)明陣列式透鏡群的結(jié)構(gòu)示意圖(二)。附圖6為本發(fā)明陽光軸跟蹤機(15)的效果圖(一)。附圖8為本發(fā)明陽光軸跟蹤機(15)的結(jié)構(gòu)示意圖(二)。附圖9為本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器實時跟蹤太陽光軸的示意圖(一)。附圖9為本發(fā)明水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器實時跟蹤太陽光軸的示意圖(二)。
具體實施方式
圖2、圖3的統(tǒng)一標(biāo)記名稱是自攻鏍絲(I)、三位一體支撐件(2)、透鏡群支架
(3)、透鏡群(4)、低溫管口(5)、光伏電池(6)、安裝板(7)、水冷散熱片(8)、聚焦群(9)、水冷散熱器(10)、連接鏍銓(11)、密封墊(12)、水箱(13)、高溫管口(14)、跟蹤機(15)、跟蹤機柱(16 )、跟蹤機座(17 )及模塊單元(18 )。圖4的標(biāo)記名稱是跟蹤機法蘭(201)、旋轉(zhuǎn)架(202)、旋轉(zhuǎn)鼓(203)、銷子A(204)、軸承A (205)、齒輪A (206)、跟蹤儀(207)、蝸桿減速微電機A (208)、法蘭連接體(209)、旋轉(zhuǎn)軸(210)、銷子B (211)、軸承B (212)、齒輪B (213)、固定軸(214)、蝸桿減速微電機B
(215)、蝸桿B(216)、連接鏍銓(217)、連接柱法蘭(218)。圖6、圖7、的統(tǒng)一標(biāo)記名稱是注液管(101)、鏡外面積(102)、連通孔(103)、隼合線(104)、殼體群(105)、熱合線(106)、排氣管(107)、上殼體(108)、下殼體(109)。
以下結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明。如圖I、圖2、圖3所示，所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(0)，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及跟Ife系統(tǒng)。所述的太陽能透鏡群聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合形成透鏡群；所述的凸透鏡群出)的集熱原理，是司空慣見的凸透鏡聚焦太陽光產(chǎn)生灼熱的溫度的現(xiàn)象而加以發(fā)揮的，本發(fā)明采用了多個單體凸透鏡的組合，形成所述凸透鏡群出)；把本發(fā)明的技術(shù)特征形容為群狼戰(zhàn)術(shù)的方案，也不為其過。所述的跟蹤系統(tǒng)，具有實時、自動跟蹤太陽光軸的功能，以獲得太陽能的最大能效值；聚光光伏電池的散熱問題，是一直困惑業(yè)內(nèi)的一道技術(shù)難題，本發(fā)明采用水冷散熱的技術(shù)方案，從根本上破解了這道難題，并能可靠地獲得發(fā)電、供熱二種太陽能的轉(zhuǎn)換能量，刷新了 “魚和熊掌不可兼得”定論。所述的發(fā)電及冷卻系統(tǒng)采用達到1000倍聚光的III-V族半導(dǎo)體電池，相對晶硅芯片，產(chǎn)生同樣電能，很少的III-V族半導(dǎo)體電池就可實現(xiàn)。如圖2、圖3所示，一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、發(fā)電 系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及跟Ife系統(tǒng)。如圖2、圖3所示，所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的透鏡群。如圖2、圖3所示，所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場上，安裝有具實時、自動跟蹤太陽光軸功能的陽光軸跟蹤機(15)，以獲得太陽能的最大能效值。如圖2、圖3所示，聚光發(fā)電系統(tǒng)，包括，自攻鏍絲(I)、三位一體支撐件(2)、透鏡群支架(3)、透鏡群(4)、模塊單元(18);所述的發(fā)電系統(tǒng)，包括，光伏電池(6)、安裝板(7)、聚焦群(9);所述的冷卻系統(tǒng)，包括，低溫管口( 5)、水冷散熱片(8)、水冷散熱器(10 )、連接鏍銓(11)、密封墊(12)、水箱(13)、高溫管口(14)。如圖2、圖3所示，所述的跟蹤系統(tǒng)，包括，陽光軸跟蹤機(15)、跟蹤機柱(16)、跟蹤機座(17)及模塊單元(18)。如圖2、圖3所示，所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場的透鏡群(4);所述的透鏡群(4)，由自攻鏍絲(I)固定安裝于透鏡群支架(3)上。如圖2、圖3所示，所述的透鏡群(4)形成聚焦群(9)的位置上，設(shè)有安裝板(7)，光伏電池(6)安裝于其上；所述的安裝板(7)，與透鏡群支架(3)及水冷散熱片(8)系是一體成形的元器件；如圖2、圖3所示，所述的光伏電池(6)的中心軸與透鏡的中心軸保持一致，以保證聚焦群(9)能匯集于光伏電池(6)的中心點上；所述的水冷散熱器(10)，通過連接鏍銓
(11)，與其等效結(jié)構(gòu)的水箱(13 )相連接，水冷散熱器(10 )與水箱(13 )相連接的層面上，設(shè)有密封墊(12);所述的水箱(13)上，設(shè)有低溫管口(5)及高溫管口(14)。如圖2、圖3所示，所述的陽光軸跟蹤機(15)、具有實時、自動跟蹤太陽光軸功能的太陽光軸的功能，以獲得太陽能的最大能效值。如圖2、圖3所示，所述的陽光軸跟蹤機(15)位于整機的中心，以保持機器的重力平衡；所述的陽光軸跟蹤機(15)與跟蹤機柱(16)相連接，跟蹤機柱(16)與跟蹤機座(17)相連接。如圖2、圖3所示，所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電機的主體，是由A、B、C、D四組模塊單元(18)組合而成的。如圖4、圖5所示，所述的透鏡群，由單體的凸透鏡，以“縱列橫行”的編陣式，組成列陣式集熱的透鏡群的。如圖4、圖5所示，本發(fā)明把多個的單體的凸透鏡以“縱列橫行”的平面布局形成一塊透鏡群的平板；所述的透鏡群的平板，置于透鏡支架于透鏡群支架(3)上，形成封閉式的集熱結(jié)構(gòu)，大幅提聞了集熱器的集熱效率。如圖4、圖5所示，本發(fā)明的透鏡群，采用樹脂注塑的工藝路線，；塑料透鏡的好處為價格便宜，質(zhì)量輕，易于模制，從而節(jié)約了透鏡群的制造成本。如圖4、圖5所示，所述的樹脂注塑成形的列陣式透鏡群，包括，注液管(101)、鏡外面積(102)、連通孔(103)、隼合線(103)、殼體群(105)熱合線(106)、排氣管(107)、上殼體(108)、下殼體(109)。 進一步，如圖4、圖5所示，所述的上殼體(108)和下殼體(109)，是以上下對稱、“縱列橫行”布局列陣的，是系同一模具注塑成形的。進一步，如圖4、圖5所示，所述的上殼體(108)和下殼體(109)，采用超聲波熱合。進一步，如圖4、圖5所示，所述的上殼體(108)和下殼體(9)，經(jīng)超聲波熱合后，形成透鏡群的殼體群(105)。如圖4、圖5所不,所述的外殼體(105),呈凸面圓透鏡外殼的圓周及外殼體(105)的周邊上，設(shè)有熱合線(106);所述的熱合線(106)上，設(shè)有互相隼扣的結(jié)合部，以便于熱合時的對準(zhǔn)。如圖4、圖5所不,所述的呈凸面圓透鏡外殼的各相鄰處,設(shè)有連通孔(103)。如圖4、圖5所示，所述的外殼體(105)的上方，設(shè)有注液管(101 )、及排氣管(107)。進一步，如圖6、圖8所示，所述的殼體群(105)主體一側(cè)的上方，設(shè)有注液管(101)，不易滋生微生物的、透明的化學(xué)液體，可經(jīng)注液管(101)注入列陣式殼體群(105)的主體中；所述的透明液體，也可以是蒸餾水或純凈水。如圖4、圖5所示，所述的殼體群(105)主體另一側(cè)的上方，設(shè)有排氣管(107)，以便透明液體的注入，液體注入完成，可封閉注液管(101)及排氣管(107)，太陽能列陣式透鏡群制造成功。如圖4、圖5所示，凸透鏡以“縱列橫行”的平面布局，形成一塊透鏡群的平板，透鏡群的平板，置于于透鏡群支架(3)上，形成封閉式的集熱結(jié)構(gòu)，大幅提高了集熱器的集熱效率。如圖6、圖7所示，所述的陽光軸跟蹤機(15)，包括，跟蹤機法蘭(201)、旋轉(zhuǎn)架
(202)、旋轉(zhuǎn)鼓(203)、軸承A (205)、跟蹤儀(207),蝸桿減速微電機A (208),法蘭連接體(209),旋轉(zhuǎn)軸(210)、蝸桿減速微電機B (215)主部件。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)軸(210)的兩端，安裝有跟蹤機法蘭(201 )，跟蹤機法蘭(201)上，設(shè)有與水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器相連接的鏍銓孔；所述的陽光軸跟蹤機
(15)兩側(cè)分別與水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器兩內(nèi)側(cè)相連接。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)軸(210)與旋轉(zhuǎn)架(202)相交接的中間位上，設(shè)有二個軸承A (205)及齒輪A (206);所述的二個軸承A (205)，分別安裝于旋轉(zhuǎn)架(202)上的預(yù)置孔上。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)軸(210)的中間位上，還安裝有呈鼓形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)鼓
(203),呈鼓形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)鼓(203)，通過銷子A (204),定位于旋轉(zhuǎn)軸(210)上。如圖6、圖7所示，所述的呈鼓形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)鼓(203)的正面，設(shè)有跟蹤儀(207)的安裝孔，跟蹤儀(207)安裝于其中。如圖6、圖7所示，所述的呈鼓形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)鼓(203)的空間中，安裝有蝸桿減速微電機A (208)，蝸桿減速微電機A (208)前端的蝸桿與安裝于轉(zhuǎn)軸(10)上的齒輪A (206)相隅合，在跟蹤儀(207)信號的指令下，啟動蝸桿減速微電機A (208)，通過位于轉(zhuǎn)軸(210)上的跟蹤機法蘭(201)的帶動，實現(xiàn)水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的中心軸，實時、自動調(diào)整與陽光軸的平行。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)架(202)呈圓筒狀的結(jié)構(gòu)，呈圓筒狀的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)架 (202)的中間，留有旋轉(zhuǎn)鼓(203)的安裝位。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)架(202)兩側(cè)的中部，設(shè)有位于旋轉(zhuǎn)軸(210)上的二個軸承A (5)的軸承孔，旋轉(zhuǎn)軸(10)通過二個軸承A (5)，安裝于旋轉(zhuǎn)架(2)上。如圖6、圖7所示，所述的旋轉(zhuǎn)架(202)底部的中心，設(shè)有固定軸(214)。如圖6、圖7所示，所述的固定軸(214)上，安裝有軸承B (212)及齒輪B (213)。如圖6、圖7所示，所述的固定軸(214)，通過銷子B (211 )，定位于旋轉(zhuǎn)架(202)底部的中心孔上。如圖4、圖5所示，所述的旋轉(zhuǎn)架(202)通過軸承B(212)，定位于法蘭連接體(209)上。如圖6、圖7所示，所述的法蘭連接體(209)上面的中心位置上，設(shè)有軸承B (212)的安裝座，旋轉(zhuǎn)架(202)通過軸承B (212)與蘭連接體(209)相連接。如圖4、圖5所示，所述的旋轉(zhuǎn)架(202)，在蝸桿減速微電機B (215)的驅(qū)動下，能在法蘭連接體(209)上，作水平的旋轉(zhuǎn)。如圖6、圖7所示，所述的法蘭連接體(209)的空間中，容設(shè)有帶有蝸桿減速微電機B (215)，蝸桿減速微電機B (215)在跟蹤儀(207)信號的指令下，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)架(202)作水平的旅轉(zhuǎn)，保證水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的中心軸始終與太陽光軸方位角一致。如圖6、圖7所示，所述的法蘭連接體(209)與連接柱法蘭(218)通過連接鏍銓(217)相連接。如圖6、圖7所示，所述的陽光軸跟蹤機(15)，是集跟蹤與驅(qū)動二系統(tǒng)于一機的跟蹤機(15)，與現(xiàn)有的分散安裝的同步機相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造規(guī)范、應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢。如圖I、圖3、圖7所示，所述的陽光軸跟蹤機(15)，安裝于水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電機的跟蹤機柱(16)上。陽光軸跟蹤機(15)的安裝位，處于水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的中心位上，以取得重心的平衡。如圖8所示，是水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器處于近中午時段的狀態(tài)示意圖。如圖9所示，是水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器處于八、九點鐘時段的狀態(tài)示意圖。如圖I所示，所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的主體，是由A、B、C、D四組模塊單元(18)組合而成的。所述的所述的模塊單元(18)，各自擁有單獨的功能部件。所述的四塊模塊單元(18)，其幾何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的開發(fā)生產(chǎn)。··
權(quán)利要求1.一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、巡回冷卻系統(tǒng)、陽光跟蹤系統(tǒng)、逆變蓄配電系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)；所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，包括，水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)、自攻鏍絲(I)、三位一體支撐件(2)、透鏡群支架(3)、透鏡群(4)、模塊單元(18);所述的發(fā)電系統(tǒng)，包括，光伏電池(6)、安裝板(7)、聚焦群(9);所述的冷卻系統(tǒng)，包括，低溫管口(5)、水冷散熱片(8)、水冷散熱器(10)、連接鏍銓(11)、密封墊(12)、水箱(13)、高溫管口(14)、低溫管路、高溫管路及冷卻泵房；所述的陽光跟蹤系統(tǒng)，包括，陽光軸跟蹤機(15)、跟蹤機柱(16)及跟蹤機座(17);所述的逆變蓄配電系統(tǒng)，包括，逆變、蓄電、升壓及并網(wǎng)的設(shè)備；所述的監(jiān)測控制系統(tǒng)，采集各系統(tǒng)的運營參數(shù)，調(diào)度控制發(fā)電場的經(jīng)常運作；其特征在于所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)的透鏡群；所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)上，安裝有具實時、自動跟蹤太陽光軸功能的陽光軸跟蹤機(15)，以獲得太陽能的最大能效值；所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(0)，由單體的凸透鏡，經(jīng)陣列組合，形成水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)的透鏡群(4);所述的透鏡群(4)，由自攻鏍絲(I)固定安裝于透鏡群支架(3)上；所述的光伏電池(6 )，安裝于三位一體支撐件(2 )的安裝板(7 )上，光伏電池(6 )中的半導(dǎo)體件部位，與透鏡群的聚焦點保持嚴格的一致，以保證聚焦群(9)的焦點能落實于光伏電池(6)的半導(dǎo)體發(fā)電的部件上；所述的發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池(6)，采用的是能承受1000倍聚光的III-V族半導(dǎo)體芯片；所述的相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能；所述的三位一體支撐件(2)，通過連接鏍銓(11)，與其等效結(jié)構(gòu)的水箱(13)相連接，三位一體支撐件(2)與水箱(13)相連接的層面上，設(shè)有密封墊(12);所述的水箱(13)上，設(shè)有低溫管口(5)及高溫管口(14);所述的水箱(13)上的低溫管口(5)及高溫管口(14)，分別與巡回冷卻系統(tǒng)中的低溫管路及高溫管路相接通，巡回冷卻系統(tǒng)中的冷卻泵房向水箱(13)注入冷卻用水，經(jīng)巡回冷卻后的熱水，經(jīng)由高溫管路匯入熱水貯罐中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，其特征在于，所述的三位一體支撐件(2),位于水箱(13)的上方,三位一體支撐件(2),包括水冷散熱片(8)、光伏電池(6)的安裝板(7)及透鏡群支架(3):所述的三位一體支撐件(2)，呈方型的箱式結(jié)構(gòu)，方型的箱式結(jié)構(gòu)的沿口上，設(shè)有透鏡群(4)的安裝孔，透鏡群(4)通過自攻鏍絲(1)，固定在透鏡群支架(3)上；所述的呈箱式結(jié)構(gòu)三位一體支撐件(2)的箱底部，充當(dāng)光伏電池(6)的安裝板(7);所述的安裝于安裝板(7)上的光伏電池(6)，其數(shù)量與安裝于透鏡群支架(3)上的透鏡群(4)的透鏡數(shù)是一致的，透鏡的中軸線與光伏電池(6)的半導(dǎo)體件的中心保持嚴格的一致，光伏電池(6)與透鏡群(4)之間的高度即是透鏡的焦距，透鏡群的聚焦點群，落實于光伏電池(6)的半導(dǎo)體件的中心位置上；所述的安裝板(7)的下方，設(shè)有水冷散熱片(8);所述的水冷散熱片(8)，伸入水箱(13)中；所述的水冷散熱片(8)，以安裝于其上的光伏電池(6)，實行分組，各組的水冷散熱片(8)之間，設(shè)有一片較長的散熱片，以控制水流的移動方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，其特征在于，所述的凸透鏡群(4)，是由單體凸透鏡以“縱列橫行”的編陣，組成陣列式透鏡群的；所述的陣列式透鏡群，采用樹脂注塑，以上下對稱、“縱列橫行”布局陣列的二張上、下殼體，采用超聲波熱合，形成殼體群的主體；所述的上殼體(108)和下殼體(109)采用透明度極好的樹脂注塑成形；所述的樹脂注塑成形的陣列式透鏡群，包括，注液管(101)、鏡外面積(102)、連通孔(103)、隼合線(104)、殼體群(105)、熱合線(106)、排氣管(107)、上殼體(108)、下殼體(109);所述的上殼體(108)和下殼體(109)上，設(shè)有呈凸面圓形狀的殼體群(105);所述的上殼體(108)和下殼體(109)的熱合位上，設(shè)有隼合線(104)，以便熱合時的對準(zhǔn)；所述的上殼體(108)和下殼體(109)，采用超聲波熱合，形成太陽能陣列式透鏡群的主體；所述的各凸面圓殼體群(105)的相鄰處，設(shè)有連通孔(103);所述的殼體群(105)的上方，設(shè)有注液管(101)及排氣管(107);所述的透鏡群中，注入透明的化學(xué)液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，其特征在于，所述的陽光軸跟蹤機(15)，是集陽光跟蹤儀及驅(qū)動構(gòu)件于一體的控制部件，具有實時、自動調(diào)整水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(O)的中心軸與太陽光軸保持平行功能，使水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器(0)，獲得太陽能的最大能效值；所述的陽光軸跟蹤機(15)，包括，跟蹤機法蘭(201)、旋轉(zhuǎn)架(202),旋轉(zhuǎn)鼓(203)、銷子A (204)、軸承A (205)、齒 輪A(206 )、跟蹤儀(207 )、蝸桿減速微電機A(208 )、法蘭連接體(209 )、旋轉(zhuǎn)軸(210 )、銷子B(211)、軸承B (212)、齒輪B (213)、固定軸(214)、蝸桿減速微電機B (215)、蝸桿B (216)、連接鏍銓(217)及連接柱法蘭(218):所述的旋轉(zhuǎn)架(202)，呈圓筒結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)架(202)，中間部分去除后所留下的空間，是旋轉(zhuǎn)鼓(203)的安裝位；所述的旋轉(zhuǎn)架(202)的兩側(cè)，設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸(210 )穿過的圓孔，所述的圓孔中，設(shè)有位于旋轉(zhuǎn)軸(210 )上的軸承A (205 )的安裝座；所述的設(shè)有軸承A (205)的旋轉(zhuǎn)軸(210)，穿過旋轉(zhuǎn)架(202)的預(yù)置孔，橫貫于旋轉(zhuǎn)架(202)的中心；所述的旋轉(zhuǎn)軸(210)的中間位上，設(shè)有旋轉(zhuǎn)鼓(203);所述的旋轉(zhuǎn)鼓(203)，呈鼓形結(jié)構(gòu)，呈鼓形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)鼓(203)的兩端，設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸(210)貫通的安裝孔，旋轉(zhuǎn)鼓(203)，通過銷子A (204)定位于旋轉(zhuǎn)軸(210 )上；所述的旋轉(zhuǎn)鼓(203 )的正面，設(shè)有跟蹤儀(207 )的安裝位；所述的旋轉(zhuǎn)架(202 )底部的中心，設(shè)有固定軸(214 )，所述的固定軸(214 )上，安裝有軸承B (212)及齒輪B (213);所述的固定軸(214)，通過銷子B (211 )，定位于旋轉(zhuǎn)架(202)底部的中心孔上；所述的旋轉(zhuǎn)架(202)通過軸承B (212)，定位于法蘭連接體(209)上；所述的軸承B (212)，安裝于法蘭連接體(209)上的軸承座上；所述的法蘭連接體(209)與連接柱法蘭(218)通過連接鏍銓(217)相連接；所述的法蘭(201)固定安裝于旋轉(zhuǎn)軸(210 )兩端上；所述的陽光軸跟蹤機(15)，具有自動跟蹤太陽光軸并向傳動部件發(fā)出動作指令的功能，使太陽能采集器的向陽面，始終保持與陽光軸處于垂直的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，其特征在于，所述的水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電器的主體，是由A、B、C、D四組模塊單元(18)組合而成的；所述的模塊單元(18)，各自擁有單獨的功能部件；所述的四塊模塊單元(18)，其幾何尺寸及所具的功能，是完全一致的。
專利摘要本實用新型屬于太陽能開發(fā)利用的領(lǐng)域，特別是一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場。一種水冷式聚光光伏太陽能發(fā)電場，包括，聚光發(fā)電系統(tǒng)、巡回冷卻系統(tǒng)、陽光跟蹤系統(tǒng)、逆變蓄配電系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)；所述的聚光發(fā)電系統(tǒng)，由單個凸透鏡陣列組合，形成透鏡群的聚焦群，聚焦群作用于能承受高聚焦的III-V族半導(dǎo)體電池群上，相當(dāng)1/2晶硅電池數(shù)量的III-V，就可獲得晶硅電池所產(chǎn)生的電能，從而節(jié)約了寶貴的土地資源和太陽能發(fā)電的開發(fā)成本；所述的跟蹤系統(tǒng)，具有實時、自動跟蹤陽光軸的功能；聚光光伏發(fā)電的散熱問題，是業(yè)內(nèi)的一道技術(shù)難題，采用水冷散熱方案，有效破解了這道難題，并能同時、高效、可靠地獲得發(fā)電、供熱的二種太陽能的轉(zhuǎn)換能，“魚”和“熊掌”兼而得之。
文檔編號G05D3/12GK202602560SQ201220198120
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者李萬紅, 李正 申請人:李萬紅