本發(fā)明涉及能源循環(huán)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，隨著煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量的日益減少，以及地球因大氣層中CO₂增多帶來的溫室效應(yīng)造成全球變暖，以及燃燒礦物能源造成的污染等問題的惡化，尋找清潔、可再生的非礦物能源已成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。

太陽能發(fā)電技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)可以超過20％，聚光光伏的理論光電轉(zhuǎn)換效率超過30％，但因光伏發(fā)電的發(fā)電量隨日照情況變化，難以實(shí)時(shí)根據(jù)電網(wǎng)要求做出調(diào)整，如果僅僅以蓄電池作為儲(chǔ)能元件，要達(dá)到電功率平穩(wěn)上網(wǎng)其造價(jià)甚至超過光伏發(fā)電系統(tǒng)本身，并且太陽能發(fā)電成本相對(duì)較高，所有這些因素造成太陽能發(fā)電仍不能有效替代火力發(fā)電成為發(fā)電技術(shù)的主流。

常見的硅光伏技術(shù)受到其結(jié)構(gòu)限制，難以將太陽能中未轉(zhuǎn)換為電能的部分以熱能形式加以利用，同時(shí)硅光伏技術(shù)存在維護(hù)困難、轉(zhuǎn)換效率衰減快等問題，從而阻礙了硅光伏成為火力發(fā)電廠的主要替代方式。如申請(qǐng)?zhí)枮?01320192942.5的聚光太陽能光伏發(fā)電裝置所述的反射式聚光光伏是一種新型的太陽能發(fā)電技術(shù)，具有高效、廉價(jià)、易于維護(hù)等特點(diǎn)，同時(shí)能將太陽能未轉(zhuǎn)化為電能的部分功率轉(zhuǎn)化為熱能，如不能有效對(duì)這些熱能加以利用，便需要單獨(dú)為其建立散熱裝置，從而增加了成本。

另一方面，通過追日儀跟蹤太陽的角度運(yùn)動(dòng)能夠使受光面保持垂直于太陽光線，達(dá)到對(duì)陽光方向的受光面積投影最大化，從而提高單位太陽能發(fā)電裝置發(fā)電的效能，但因?yàn)樘栐诿刻煲鹇湎?，在太陽高度角較小時(shí)，相鄰的追日儀會(huì)發(fā)生相互遮擋現(xiàn)象，為了避免各追日儀互相遮擋陽光，追日儀之間需要留一定的間隔，而這樣便降低了土地面積的利用率。

生物質(zhì)產(chǎn)氣用于發(fā)電也是礦物發(fā)電的替代方案，但生物質(zhì)反應(yīng)裝置需要維持30℃以上的溫度才能有較好的產(chǎn)氣效率，而使用電能或者燃燒燃料為生物質(zhì)反應(yīng)裝置加熱又降低了生物質(zhì)產(chǎn)氣發(fā)電的總效率，增加了二氧化碳的產(chǎn)出，使得成本和環(huán)保效益上不具備競爭力，大規(guī)模發(fā)電時(shí)生物質(zhì)反應(yīng)裝置需要大量的生物質(zhì)原料，而收集足夠數(shù)量的生物質(zhì)原料是有一定難度的，因?yàn)樯镔|(zhì)原料價(jià)值低，重量大，所以運(yùn)輸這些生物質(zhì)原料的運(yùn)輸成本又進(jìn)一步阻礙了生物質(zhì)產(chǎn)氣發(fā)電技術(shù)普及。

現(xiàn)有技術(shù)中存在多種上述技術(shù)的組合技術(shù)，以提升單個(gè)系統(tǒng)的效能。如：申請(qǐng)?zhí)枮?01310112252.9的一種利用太陽能與沼氣的雙能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)明專利申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?01110411918.1的太陽能與沼氣能互補(bǔ)發(fā)電設(shè)備的發(fā)明專利申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?01010294148.2的生物質(zhì)能與太陽能分布式能源綜合利用系統(tǒng)的發(fā)明專利申請(qǐng)以及申請(qǐng)?zhí)枮?01120006507.X的沼光互補(bǔ)一體化智能發(fā)電裝置的實(shí)用新專利申請(qǐng)等均通過太陽能發(fā)電系統(tǒng)與生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行組合形成光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電達(dá)到國家電網(wǎng)要求的發(fā)電功率的平穩(wěn)可控性。但是，沒有一個(gè)技術(shù)能夠全面解決太陽能利用的可行性問題，也就是使太陽能發(fā)電達(dá)到電網(wǎng)要求的發(fā)電功率平穩(wěn)可控的同時(shí)還要使太陽能發(fā)電成本達(dá)到能夠與礦物能源發(fā)電成本接近的水平，這些困難極大制約了清潔環(huán)保的太陽能發(fā)電成為主流能源。

與此同時(shí)，土地沙漠化也是我們面對(duì)的一個(gè)嚴(yán)重問題，沙漠的擴(kuò)大，侵蝕了可耕地和可放牧的土地面積，造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有的太陽能資源利用效率較低、成本較高、土地使用率低等問題，提供一種光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的提供的一種光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電子系統(tǒng)、動(dòng)物養(yǎng)殖場和生物質(zhì)反應(yīng)裝置；

所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)包括逆變器和兩個(gè)以上的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；

所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電輸出端與所述逆變器的輸入端電連接，所述逆變器的輸出端電連接用電單元；

其中，兩個(gè)以上的所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)間隔設(shè)置，且每相鄰兩個(gè)所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間的間隙形成植物種植區(qū)；

每個(gè)所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)均熱連接所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置，適用于對(duì)所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔中的生物質(zhì)進(jìn)行加熱；且

所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置設(shè)置有用于輸送所述動(dòng)物養(yǎng)殖場的廢棄物至所述反應(yīng)腔中的進(jìn)料口；

所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置還具有輸出所述反應(yīng)腔中的渣料的出渣管路；

所述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)還包括渣料儲(chǔ)存裝置，所述渣料儲(chǔ)存裝置具有輸入所述渣料的進(jìn)渣口。

其中，每相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間的間隙形成的植物種植區(qū)所種植的植物包括牧草、糧食作物、纖維作物、油類作物、藥用植物等，適用于將太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間的間隙所接受的太陽光通過光合作用使空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化 為植物的一部分，從而降低空氣中二氧化碳的含量。

所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置通過厭氧菌硝化反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w；

所述可燃?xì)怏w主要包括二氧化碳和甲烷；

所述熱連接是傳熱學(xué)意義的連接，包括以導(dǎo)熱材料接觸傳熱連接和流體循環(huán)換熱形式連接，所述流體包括液體和氣體。

所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)適用于將太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能和/或?qū)⑻柟獾墓饽苻D(zhuǎn)換為熱能；

所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)架設(shè)于支架上，使受光部分下邊緣最小離地間隙大于1.5m；

所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)優(yōu)選為光伏光熱綜合轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，適用于將太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能和將未能轉(zhuǎn)換為電能的光能轉(zhuǎn)換為熱能；

所述熱能溫度小于100℃，優(yōu)選地，所述熱能溫度小于70℃；

所述光伏光熱綜合轉(zhuǎn)換系統(tǒng)系統(tǒng)包括光伏電池和液冷散熱回路，所述液冷散熱回路熱連接所述光伏電池，適用于將未能轉(zhuǎn)化為電能的太陽光能量轉(zhuǎn)換為熱能導(dǎo)出；

所述熱連接包括以導(dǎo)熱材料接觸傳熱連接和流體循環(huán)換熱形式連接，所述流體包括液體和氣體；

所述光伏光熱綜合轉(zhuǎn)換系統(tǒng)優(yōu)選為反射聚光式太陽能光伏光熱綜合轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括追日儀、反射聚光鏡、受光器，追日儀實(shí)時(shí)跟蹤太陽角度位置，使反射聚光鏡所反射聚光的太陽光射入受光器，受光器將太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能，未能轉(zhuǎn)換為電能的光能以熱能形式通過液冷散熱回路導(dǎo)出。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括儲(chǔ)氣裝置和發(fā)電裝置；所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置的氣體輸出管路氣路連接所述儲(chǔ)氣裝置的進(jìn)氣口，所述儲(chǔ)氣裝置的出氣口氣路連接所述發(fā)電裝置的燃料入口，所述發(fā)電裝置的電輸出端電連接所述用電單元，構(gòu)成生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括電站控制器；

所述電站控制器的輸入端分別與所述逆變器和所述發(fā)電裝置電連接；

所述電站控制器的輸出端連接所述發(fā)電裝置的氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置；

所述氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置連接所述發(fā)電裝置的氣體供給閥門；

當(dāng)所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的總發(fā)電量小于所述用電單元發(fā)電要求時(shí)，所述電站控制器控制所述氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置增大所述氣體供給閥門的開度；

當(dāng)所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的總發(fā)電量大于所述用電單元發(fā)電要求時(shí)，所述電站控制器控制所述氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置減小 所述氣體供給閥門的開度。

其中，所述用電單元可以是電網(wǎng)和/或其他電負(fù)載設(shè)備。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電站控制器與所述用電單元的電網(wǎng)控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述用電單元為電網(wǎng)；

其中，所述電站控制器包括檢測單元、存儲(chǔ)單元和發(fā)送單元；

所述檢測單元，被配置為實(shí)時(shí)監(jiān)測所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，獲取所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作情況數(shù)據(jù)；

所述存儲(chǔ)單元，被配置為存儲(chǔ)所述工作情況數(shù)據(jù)；

所述發(fā)送單元，被配置為實(shí)時(shí)發(fā)送所述工作情況數(shù)據(jù)至所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)；

所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)接收到所述工作情況數(shù)據(jù)后，根據(jù)所述工作情況數(shù)據(jù)調(diào)整目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，并將調(diào)整后的所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)下發(fā)至所述電站控制器；

所述電站控制器還包括接收單元和控制單元；

所述接收單元，被配置為接收所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)下發(fā)的所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)；

所述存儲(chǔ)單元，還被配置為存儲(chǔ)所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)；

所述控制單元，被配置為根據(jù)所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電功率；

所述工作情況數(shù)據(jù)包括所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的可燃?xì)怏w儲(chǔ)量數(shù)據(jù)、所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電功率數(shù)據(jù)和/或所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電功率數(shù)據(jù)；

所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)包括所述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的總目標(biāo)功率數(shù)據(jù)和/或生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)目標(biāo)功率數(shù)據(jù)。

所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作情況綜合計(jì)算權(quán)衡后，將需要的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)發(fā)送給所述電站控制器，所述電站控制器接收到所述目標(biāo)功率數(shù)據(jù)后，按照該目標(biāo)功率數(shù)據(jù)控制所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電網(wǎng)控制系統(tǒng)的具體計(jì)算過程可為：當(dāng)電網(wǎng)用電增加、電壓下降時(shí)，提升儲(chǔ)氣充足的所述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，從而使其所述電站控制器加大對(duì)所述電網(wǎng)輸出達(dá)到所述電網(wǎng)平衡。并且不斷監(jiān)控各所述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣量和光伏發(fā)電量，盡量使下達(dá)給各光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)大于其光伏發(fā)電量，從而使電網(wǎng)優(yōu)先使用不易儲(chǔ)存的光伏電能。當(dāng)電網(wǎng)控制系統(tǒng)監(jiān)測到某光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣裝置接近于飽和時(shí)，也要優(yōu)先加大其目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，從而使其進(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電過程，消耗儲(chǔ)罐內(nèi)的燃?xì)狻?/p>

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括電能儲(chǔ)存裝置；所述電能儲(chǔ)存裝置與所述電站控制器電連接；

所述電能儲(chǔ)存裝置的輸入端分別與所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電輸出端和/或所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的電輸出端電連接；

所述電能儲(chǔ)存裝置的輸出端與所述逆變器的輸入端電連接；

當(dāng)所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的總電功率大于或等于總目標(biāo)功率數(shù)據(jù)時(shí)，所述電站控制器控制所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電能和/或所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的電能存儲(chǔ)至所述電能儲(chǔ)存裝置；

當(dāng)所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的總電功率小于所述總目標(biāo)功率數(shù)據(jù)時(shí)，所述電站控制器控制所述電能儲(chǔ)存裝置輸出電能至所述逆變器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置有換熱器；所述換熱器，適用于將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，并通過可流動(dòng)的散熱工質(zhì)存儲(chǔ)和傳導(dǎo)所述熱能；

所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)存所述散熱工質(zhì)的導(dǎo)熱容器；

所述導(dǎo)熱容器的散熱工質(zhì)入口與所述換熱器管路連接，適用于與所述換熱器中存儲(chǔ)的所述熱能進(jìn)行熱交換。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，每相鄰兩個(gè)所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間的中心距離為30m±20m。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述生物質(zhì)反應(yīng)裝置的反應(yīng)腔的體積與所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)熱功率之比不小于0.3立方米/千瓦。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)功率與所述太陽能發(fā)電子系統(tǒng)功率比不小于0.4:1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)均設(shè)置有追日儀、聚光器和受光器；

所述聚光器設(shè)置在所述追日儀上；

所述追日儀跟蹤太陽角度位置使太陽光通過所述聚光器匯聚后聚焦于所述受光器；

所述受光器用于接收被所述聚光器聚光后的所述太陽光，并將所述太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能和熱能；

所述受光器包括：外殼、導(dǎo)熱材料板、一個(gè)以上的光伏電池、一個(gè)以上的導(dǎo)熱電路板和熱管；

所述外殼由導(dǎo)熱材料或絕熱耐高溫材料制成，優(yōu)選為鑄造用鋁合金材料制成；

所述導(dǎo)熱材料板優(yōu)選為紫銅材料制成；

所述導(dǎo)熱材料板與所述外殼構(gòu)成密封體；

所述外殼與所述導(dǎo)熱材料板相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有透明受光窗；

所述導(dǎo)熱電路板固定在所述導(dǎo)熱材料板的位于所述密封體內(nèi)的一側(cè)，適用于以熱能的形式傳導(dǎo)所述光伏電池工作時(shí)未能被轉(zhuǎn)化為電能的光能；

所述光伏電池固定在所述導(dǎo)熱電路板上，適用于將所述太陽光轉(zhuǎn)換為電能；

所述熱管設(shè)置在所述導(dǎo)熱材料板上，且位于所述密封體外，所述熱管通過所述導(dǎo)熱材料板和所述導(dǎo)熱電路板與所述光伏電池?zé)徇B接，所述熱管連接液冷散熱器或氣冷散熱器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光伏電池通過導(dǎo)線和/或?qū)犭娐钒迮c所述密封體外的電路連接，且所述導(dǎo)線密封穿過所述密封體，并與所述密封體絕緣。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明受光窗為石英玻璃。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)所述光伏電池或兩個(gè)以上的相互電連接的所述光伏電池構(gòu)成一個(gè)電池單元，所述電池單元的個(gè)數(shù)為四個(gè)，呈田字形排列；

所述導(dǎo)熱電路板的個(gè)數(shù)為四個(gè)，所述導(dǎo)熱電路板與所述電池單元一一對(duì)應(yīng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱管為兩條，與所述導(dǎo)熱材料板構(gòu)成H型結(jié)構(gòu)，且所述熱管與所述光伏電池位置對(duì)應(yīng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述受光器還包括二次聚光器，所述二次聚光器設(shè)置在所述透明受光窗和所述光伏電池之間，適用于將從所述透明受光窗射入的所述太陽光聚光到所述光伏電池上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述二次聚光器包括光輸入端和光輸出端，所述光輸入端設(shè)置有多個(gè)光入射口，所述光輸出端設(shè)置有多個(gè)的與所述光入射口一一對(duì)應(yīng)的光輸出口；所述光輸出口與所述光伏電池光學(xué)連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述受光器還包括均光器，所述均光器設(shè)置在所述透明受光窗和所述光伏電池之間，適用于將從所述透明受光窗入射的所述太陽光均勻地傳導(dǎo)至所述光伏電池。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述均光器為空心的方柱型或橫截面為方形的漏斗型，所述均光器的內(nèi)壁設(shè)置有反射面。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)所述光伏電池或兩個(gè)以上的相互電連接的所述光伏電池構(gòu)成一個(gè)電池單元，各個(gè)所述電池單元串聯(lián)形成串聯(lián)電池組；所述受光器還包括一種電池輸出平衡裝置，用于平衡所述串聯(lián)電池組中各個(gè)所述電池單元的工作狀態(tài)，所述電池輸出平衡裝置包括電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置；

所述電壓轉(zhuǎn)換裝置和所述單向電流傳導(dǎo)裝置均與所述串聯(lián)電池組中的電池單元一一對(duì)應(yīng)；且

每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端均與所述串聯(lián)電池組的輸出端電連接；

每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的所述電池單元的正極，每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負(fù)極直接電連接相應(yīng)的電池單元的負(fù)極；或

每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均直接電連接相應(yīng)的所述電池單元的正極，每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負(fù)極通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的負(fù)極；或

每個(gè)所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極和負(fù)極均通過相應(yīng)的所述單向電流傳導(dǎo)裝置分別電連接相應(yīng)的電池單元的正極和負(fù)極。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過第一焊料將所述熱管焊接在所述導(dǎo)熱材料板上；

通過第二焊料將所述導(dǎo)熱電路板焊接在所述導(dǎo)熱材料板上；

其中，所述第一焊料的熔點(diǎn)大于所述第二焊料的熔點(diǎn)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置為開關(guān)電壓源。

所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓被預(yù)先設(shè)定為低于且近似于所述電池單元的最佳工作電壓。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)電壓源包括開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、放大器和電源控制器；

所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端，電連接所述串聯(lián)電池組的輸出端，適用于以所述串聯(lián)電池組的輸出電壓作為源電壓；

所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極作為所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正負(fù)極，通過所述單向電流傳導(dǎo)裝置分別與所述電壓轉(zhuǎn)換裝置對(duì)應(yīng)的電池單元的正負(fù)極電連接；且

所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極通過所述放大器電連接所述電源控制器的輸入端；

所述放大器適用于將所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓反饋至所述電源控制器；

所述電源控制器的輸出端電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端；

所述電源控制器，適用于根據(jù)所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的變化，調(diào)整向所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端輸出的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路包括場效應(yīng)晶體管、互感器、第一二極管、第二二極管、電感和電容；其中

所述場效應(yīng)晶體管為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件；

所述場效應(yīng)晶體管的柵極作為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制 端，電連接所述電源控制器的輸出端；

所述場效應(yīng)晶體管的源極電連接所述串聯(lián)電池組的輸出端的負(fù)極；

所述互感器的初級(jí)線圈電連接在所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端的正極與所述場效應(yīng)晶體管的漏極之間；

所述互感器的次級(jí)線圈電連接在所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陽極之間；

所述第二二極管的陽極電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負(fù)極；所述第一二極管的陰極通過所述電感電連接所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極；

所述第二二極管的陰極電連接所述第一二極管與所述電感的連接端；

所述電容電連接在所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極之間；

所述電感與所述電容的連接端為所述開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述場效應(yīng)晶體管為N溝道場效應(yīng)晶體管。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述放大器為差分式運(yùn)算放大器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單向電流傳導(dǎo)裝置為二極管。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光伏電池為聚光型光伏電池。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聚光型光伏電池為多節(jié)砷化鎵光伏電池。

上述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的有益效果：

本發(fā)明通過在貧瘠土地上間隔布置兩個(gè)以上的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，在相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)間形成的植物種植區(qū)內(nèi)種植耐旱植物，并在太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)附近設(shè)置生物質(zhì)反應(yīng)裝置。太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與生物質(zhì)反應(yīng)裝置熱連接，用太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量加熱生物質(zhì)反應(yīng)裝置，用植物養(yǎng)殖動(dòng)物，用動(dòng)物糞便作為生物質(zhì)反應(yīng)裝置的原料，在太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)電不足以滿足用電單元要求時(shí)用生物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w發(fā)電作為補(bǔ)充或者將可燃?xì)怏w濾除二氧化碳后作為生物天然氣代替礦物燃料供給人類日常生活或作為汽車等機(jī)器的燃料，從而建立了完整的本地太陽能循環(huán)。太陽光被太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)直接發(fā)電的剩余部分被植物吸收，并通過養(yǎng)殖生產(chǎn)動(dòng)物產(chǎn)品和糞便等生物質(zhì)原料。生物質(zhì)原料用于厭氧硝化反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，進(jìn)而在太陽能發(fā)電不能滿足用電單元要求時(shí)作為補(bǔ)充發(fā)電，得以高效利用為電能的同時(shí)，還生產(chǎn)生物天然氣。并且，生物質(zhì)反應(yīng)裝置的副產(chǎn)品還是優(yōu)質(zhì)的肥料和潔凈水，除了在本地施肥以外，還可以為周邊貧瘠土地進(jìn)行施肥，從而改善土質(zhì)，做到沙退人進(jìn)。這樣的循環(huán)在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，還利用生物質(zhì)發(fā)電提高了發(fā)電總量，從而大幅度降低了太陽能利用的成本，抵消了太陽能發(fā)電輸出功率的波動(dòng)性，提高了單位面積土地的價(jià)值產(chǎn)出。 通過把原始農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為易于輸送的電力，解決了農(nóng)產(chǎn)品銷售難的問題，增加了本地勞動(dòng)就業(yè)需求，同時(shí)生產(chǎn)電力、燃料和動(dòng)物植物產(chǎn)品。增加收入的同時(shí)徹底解決了人類對(duì)礦物能源的依賴問題。并且由于生物質(zhì)反應(yīng)所產(chǎn)生的可燃?xì)庵饕煞譃榧淄?，甲烷燃燒同等熱值時(shí)的二氧化碳產(chǎn)生量約為煤炭的一半，并且沒有粉塵污染，而太陽能發(fā)電則全無污染，而生物質(zhì)反應(yīng)裝置同時(shí)可用于處理生活污水，產(chǎn)出物為潔凈水和肥料，可見本發(fā)明可以全面解決溫室效應(yīng)、水污染、土壤沙化和霧霾等環(huán)境問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)一具體實(shí)施例中太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與生物質(zhì)反應(yīng)裝置連接結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)一具體實(shí)施例中的生物質(zhì)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)一具體實(shí)施例中太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置的受光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)一具體實(shí)施例中太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置的受光器的液冷散熱器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的主視圖；

圖7為圖6沿A-A方向的剖面圖；

圖8為圖4的左視圖；

圖9為圖4的右視圖；

圖10為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)中太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置的受光器中的電池輸出平衡裝置示意圖；

圖11為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)中太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)置的受光器中的電池輸出平衡裝置一具體實(shí)施例的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1和圖2，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)，其包括太陽能發(fā)電子系統(tǒng)、動(dòng)物養(yǎng)殖場(圖中未示出)和生物質(zhì)反應(yīng)裝置200。其中，太陽能發(fā)電子系統(tǒng)包括逆變器300和兩個(gè)以上的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100。其中，每個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的電輸出端均與逆變器300的輸入端電連接，逆變器300的輸出 端電連接用電單元(圖中未示出)，從而實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電。

同時(shí)，兩個(gè)以上的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100間隔設(shè)置，且每相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100之間的間隙形成植物種植區(qū)，以便于種植各種植物。其通過在相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100之間的間隙形成植物種植區(qū)以種植植物，實(shí)現(xiàn)了土地的充分利用，提高了單位面積土地所接受的太陽光能量的使用率。

另外，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的一具體實(shí)施例，參見圖2和圖3，還包括儲(chǔ)氣裝置(圖中未示出)和發(fā)電裝置400。具體的：其通過設(shè)置生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的氣體輸出管路240氣路連接儲(chǔ)氣裝置(圖中未示出)的進(jìn)氣口，生物質(zhì)反應(yīng)裝置200內(nèi)發(fā)生厭氧菌硝化反應(yīng)產(chǎn)生含有甲烷和二氧化碳的可燃?xì)怏w，儲(chǔ)氣裝置的出氣口氣路連接發(fā)電裝置400的燃料入口，發(fā)電裝置400的電輸出端電連接用電單元(圖中未示出)，從而構(gòu)成生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)，以便于在太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100發(fā)電功率不足以滿足用電單元要求的發(fā)電目標(biāo)功率時(shí)，通過生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電作為補(bǔ)充。其避免了太陽能發(fā)電受陽光強(qiáng)弱變化影響而造成的輸出電功率波動(dòng)較大的現(xiàn)象。

并且，每個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100均熱連接生物質(zhì)反應(yīng)裝置200，適用于對(duì)生物質(zhì)反應(yīng)裝置200中的生物質(zhì)進(jìn)行加熱，從而保證生物質(zhì)反應(yīng)裝置200中的微生物處于30℃～60℃的理想溫度范圍，讓微生物保持足夠的活性，進(jìn)而保證了生物質(zhì)反應(yīng)裝置200能夠產(chǎn)生足夠量的氣體以驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置400運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電。

需要說明的是，作為太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100與生物質(zhì)反應(yīng)裝置200熱連接的一種可實(shí)施方式，太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100設(shè)置有換熱器(圖中未示出)。該換熱器適用于將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，并通過可流動(dòng)的散熱工質(zhì)存儲(chǔ)和傳導(dǎo)該熱能。

相應(yīng)的，參見圖3，生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的反應(yīng)腔220內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)存散熱工質(zhì)的導(dǎo)熱容器230。其中，導(dǎo)熱容器230的散熱工質(zhì)入口231與換熱器泵和管路連接，適用于通過流體循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)與換熱器中存儲(chǔ)的熱能進(jìn)行熱交換，從而使得生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的反應(yīng)腔220內(nèi)的溫度時(shí)刻保持在生物質(zhì)發(fā)酵的最佳溫度范圍內(nèi)。其只需要換熱器和導(dǎo)熱容器230通過泵和管路連接即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)。

此處需要說明的是，當(dāng)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100與生物質(zhì)反應(yīng)裝置200進(jìn)行熱交換時(shí)，為了避免熱交換后生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的內(nèi)部溫度過高的現(xiàn)象，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的一種可實(shí)施方式，參見圖2，通過在生物質(zhì)反應(yīng)裝置200內(nèi)的導(dǎo)熱容器230與太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100之間設(shè)置冷卻裝置500，使得導(dǎo)熱容器230內(nèi)多余的散熱工質(zhì)通過管路流經(jīng)冷卻裝置500進(jìn)行冷卻后，再經(jīng)過太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的換熱器進(jìn)行加熱，從而在太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100與生物質(zhì)反應(yīng)裝置200之間形成一個(gè)完整的熱循環(huán)系統(tǒng)。保證了太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 100與生物質(zhì)反應(yīng)裝置200之間的熱交換的順利進(jìn)行，從而提高了光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，冷卻裝置500可采用水塔來實(shí)現(xiàn)。

同時(shí)，生物質(zhì)反應(yīng)裝置200設(shè)置有用于輸送動(dòng)物養(yǎng)殖場的廢棄物至反應(yīng)腔220中的進(jìn)料口250，使得動(dòng)物養(yǎng)殖場的廢棄物可通過生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的進(jìn)料口250輸送至生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的反應(yīng)腔220中，作為生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的產(chǎn)氣原料(即生物質(zhì))。既避免了生物質(zhì)反應(yīng)裝置200中的產(chǎn)氣原料不充分的現(xiàn)象，還實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物養(yǎng)殖場的廢棄物的循環(huán)利用，清潔了環(huán)境，同時(shí)還節(jié)省了運(yùn)輸成本。

進(jìn)一步的，參見圖2和圖3，生物質(zhì)反應(yīng)裝置200還具有輸出反應(yīng)腔220中的渣料的出渣管路210。相應(yīng)的，本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)還包括渣料儲(chǔ)存裝置(圖中未示出)。該渣料儲(chǔ)存裝置具有輸入渣料的進(jìn)渣口，這就使得生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的反應(yīng)腔220中的渣料可通過生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的出渣管路210輸出到渣料儲(chǔ)存裝置的進(jìn)渣口，從而由渣料儲(chǔ)存裝置儲(chǔ)存生物質(zhì)反應(yīng)裝置200產(chǎn)氣后的副產(chǎn)品(如渣料)，以便于將生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的副產(chǎn)品施加到太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100間隙的植物種植區(qū)內(nèi)，作為植物生長的肥料。也可以將生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的副產(chǎn)品施加到周邊貧瘠的土地中，以改善土質(zhì)，種植植物進(jìn)行綠化，進(jìn)而改善環(huán)境，同時(shí)還可以利用這些植物作為飼料擴(kuò)大養(yǎng)殖，從而增加養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢棄物也就是增加生物質(zhì)原料的產(chǎn)量，可以進(jìn)一步提高可燃?xì)怏w產(chǎn)出量，提高了光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的利用效率。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)還包括氣體分離裝置(圖中未示出)。其中，氣體分離裝置氣路連接生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的氣體輸出管路，適用于分離生物質(zhì)反應(yīng)裝置200產(chǎn)生的可燃?xì)怏w中的二氧化碳。通過氣體分離裝置將生物質(zhì)反應(yīng)裝置200產(chǎn)生的氣體中的二氧化碳分離出來，避免了氣體中的二氧化碳直接排放到空氣中污染大氣環(huán)境的同時(shí)，還可以將分離出的二氧化碳定向排放到植物中，以促進(jìn)植物的光合作用，有助于植物的生長，去除二氧化碳后的氣體中甲烷純度提高到約90％，可達(dá)到天然氣標(biāo)準(zhǔn)，從而本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)可以產(chǎn)出可再生的天然氣。而天然氣是一種廣泛使用的能源形式，相對(duì)安全，熱效率高，燃燒后只產(chǎn)生二氧化碳和水，清潔無污染，可以用于日常生活和驅(qū)動(dòng)汽車等機(jī)器，可見廣泛設(shè)置本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)，有望徹底解決人們對(duì)礦物能源的依賴。

還需要指出的是，發(fā)電裝置400為內(nèi)燃機(jī)和/或燃?xì)廨啓C(jī)和/或燃?xì)廨喖永士涎h(huán)機(jī)組的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組和/或燃?xì)廨喖佑袡C(jī)加朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組和/或燃料電池發(fā)電裝置。

另外，需要說明的是，每相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100之間種植的植物優(yōu) 選為耐旱植物。這是因?yàn)椋柲苻D(zhuǎn)換系統(tǒng)100是通過將太陽能轉(zhuǎn)換為電能來實(shí)現(xiàn)發(fā)電的。因此，一般情況下，太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100通常會(huì)建立在太陽輻射較強(qiáng)的區(qū)域范圍內(nèi)，這類地區(qū)普遍氣候干燥，少有雨水。通過選擇種植耐旱植物，保證了植物的良好生長，從而更有利于用植物養(yǎng)動(dòng)物，用動(dòng)物的廢棄物作為生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的產(chǎn)氣原料(即生物質(zhì))的良好循環(huán)。一般的，耐旱植物可選擇為大葉速生槐或紫花苜蓿草等牧草，用牧草飼養(yǎng)牛羊等動(dòng)物，用動(dòng)物的糞便和雜草等廢棄物作為生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的生物質(zhì)原料，用于生產(chǎn)可燃?xì)怏w；耐旱植物也可以選擇為向日葵，向日葵籽可用于生產(chǎn)生物柴油，向日葵秸稈可用于發(fā)酵作為動(dòng)物的飼料，而動(dòng)物的廢棄物(如糞便)則可用于作為生物質(zhì)反應(yīng)裝置200的生物質(zhì)原料用于微生物厭氧硝化反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w；也可選擇麻類植物(如：劍麻、黃麻、紅麻等)麻類纖維用于造紙，造紙廢水處理后作為生物質(zhì)原料用于微生物厭氧硝化反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w；植物根據(jù)本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)所在地情況也可選擇土豆、木薯、紅薯、牧草(如：大葉速生槐、蘇丹草、狼尾草、黑麥草、紫花苜蓿草、皇竹草等)、大豆和銀合歡等，有些植物可以產(chǎn)出人類可食用的食物，人類糞便和植物殘?jiān)勺鳛樯镔|(zhì)原料用于微生物厭氧硝化反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w。

另外，每相鄰兩個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100之間的中心距離可設(shè)置為30m(米)±20m，優(yōu)選為25m。

由于發(fā)電裝置400的輸出是通過氣體供給閥門的開度來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)氣體閥門開度加大時(shí)，氣體供給量增加，發(fā)電裝置400的發(fā)電功率增大；氣體供給閥門的開度減小時(shí)，氣體供給量減少，發(fā)電裝置400的發(fā)電功率減小。因此，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的一具體實(shí)施例，其可通過設(shè)置一電站控制器(圖中未示出)，該電站控制器可根據(jù)電網(wǎng)的并網(wǎng)電壓要求控制發(fā)電裝置400的氣體供給閥門的開度，進(jìn)而控制發(fā)電裝置400的輸出電壓。如，當(dāng)發(fā)電裝置400的輸出電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，增大氣體供給閥門的開度以增大發(fā)電裝置400的發(fā)電功率，從而提升輸出電壓；當(dāng)發(fā)電裝置400的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時(shí)，減小氣體供給閥門的開度以減小發(fā)電裝置400的發(fā)電功率，從而降低輸出電壓。

其中，電站控制器也可根據(jù)電網(wǎng)控制系統(tǒng)指令來控制發(fā)電裝置400的發(fā)電功率。具體的，所述電站控制器的輸入端分別與逆變器300和發(fā)電裝置400電連接，所述電站控制器的輸出端連接發(fā)電裝置400的氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置。氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置連接發(fā)電裝置400的氣體供給閥門。

當(dāng)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的總發(fā)電量小于電網(wǎng)要求的目標(biāo)功率(即總目標(biāo)功率數(shù)據(jù))時(shí)，電站控制器控制氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置增大氣體供給閥門的開度，從而增大進(jìn)入發(fā)電裝置400的燃料入口的可燃?xì)怏w流 量，驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置400增大發(fā)電量，以滿足電網(wǎng)發(fā)電要求。

當(dāng)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的總發(fā)電量大于電網(wǎng)發(fā)電要求(即總目標(biāo)功率數(shù)據(jù))時(shí)，電站控制器控制所述氣體供給閥門調(diào)節(jié)裝置減小氣體供給閥門的開度，從而減小進(jìn)入發(fā)電裝置400的氣體流量，使得發(fā)電裝置400減小發(fā)電量，以減少能源不必要的浪費(fèi)。

其中，用電單元為電網(wǎng)，電網(wǎng)設(shè)置有電網(wǎng)控制系統(tǒng)(圖中未示出)。電網(wǎng)控制系統(tǒng)與電站控制器通過數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

具體的，電站控制器包括檢測單元、存儲(chǔ)單元和發(fā)送單元。檢測單元，被配置為實(shí)時(shí)監(jiān)測太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，獲取太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作情況數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，被配置為存儲(chǔ)工作情況數(shù)據(jù)；發(fā)送單元，被配置為實(shí)時(shí)發(fā)送工作情況數(shù)據(jù)至電網(wǎng)控制系統(tǒng)。

電網(wǎng)控制系統(tǒng)接收到工作情況數(shù)據(jù)后，根據(jù)工作情況數(shù)據(jù)調(diào)整目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，并將調(diào)整后的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)下發(fā)至電站控制器。

相應(yīng)的，電站控制器還包括接收單元和控制單元。接收單元，被配置為接收電網(wǎng)控制系統(tǒng)下發(fā)的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元，還被配置為存儲(chǔ)目標(biāo)功率數(shù)據(jù)?？刂茊卧?，被配置為根據(jù)目標(biāo)功率數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電功率。

需要說明的是，工作情況數(shù)據(jù)包括生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的可燃?xì)怏w儲(chǔ)量數(shù)據(jù)、生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電功率數(shù)據(jù)和/或太陽能發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電功率數(shù)據(jù)。目標(biāo)功率數(shù)據(jù)包括光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的總目標(biāo)功率數(shù)據(jù)和/或生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)目標(biāo)功率數(shù)據(jù)。

即，電網(wǎng)控制系統(tǒng)根據(jù)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作情況綜合計(jì)算權(quán)衡后，將需要的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)發(fā)送給電站控制器，電站控制器接收到目標(biāo)功率數(shù)據(jù)后，按照該目標(biāo)功率數(shù)據(jù)控制太陽能發(fā)電子系統(tǒng)與生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的工作。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，電網(wǎng)控制系統(tǒng)的具體計(jì)算過程可為：當(dāng)電網(wǎng)用電增加、電壓下降時(shí)，提升儲(chǔ)氣充足的所述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，從而使電站控制器加大對(duì)電網(wǎng)輸出達(dá)到電網(wǎng)平衡。并且不斷監(jiān)控各光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣量和光伏發(fā)電量，盡量使下達(dá)給各光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的目標(biāo)功率數(shù)據(jù)大于其光伏發(fā)電量，從而使電網(wǎng)優(yōu)先使用不易儲(chǔ)存的光伏電能。當(dāng)電網(wǎng)控制系統(tǒng)監(jiān)測到某光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣裝置接近于飽和時(shí)，也要優(yōu)先加大其目標(biāo)功率數(shù)據(jù)，從而使其進(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電過程，消耗儲(chǔ)罐內(nèi)的燃?xì)狻?/p>

優(yōu)選的，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的一具體實(shí)施例，其還包括電能儲(chǔ)存裝置(圖中未示出)。電能儲(chǔ)存裝置可由蓄電池和/或超級(jí)電容構(gòu)成。

其中，電能儲(chǔ)存裝置與電站控制器電連接。并且，電能儲(chǔ)存裝置的輸入端分別與太陽能發(fā)電子系統(tǒng)的電輸出端和/或生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的電輸出端電連接，電能儲(chǔ)存裝置的輸出端與逆變器300的輸入端電連接。

當(dāng)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的總電功率大于或等于預(yù)設(shè)電功率時(shí)，電站控制器控制太陽能發(fā)電子系統(tǒng)輸出的電能和/或生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的電能存儲(chǔ)至電能儲(chǔ)存裝置，避免了多余電量的浪費(fèi)。

當(dāng)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)和生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)輸出的總電功率小于預(yù)設(shè)電功率時(shí)，電站控制器控制電能儲(chǔ)存裝置輸出電能至逆變器300，以保證輸入至逆變器300的電能時(shí)刻滿足預(yù)設(shè)電量的要求。并且，還使得當(dāng)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)由于受光偏弱等客觀因素突然下降時(shí)，控制電能儲(chǔ)存裝置及時(shí)輸出電能至逆變器300以彌補(bǔ)太陽能發(fā)電子系統(tǒng)輸出不足、而生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)還來不及響應(yīng)的時(shí)間內(nèi)的電功率輸出的波動(dòng)。提高了光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

另外，本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100優(yōu)選為反射聚光光伏裝置。而反射聚光光伏裝置通常設(shè)置有受光器，通過受光器實(shí)現(xiàn)接收被聚光后的太陽光并將太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能。受光器一般包括外殼、光伏電池、導(dǎo)熱電路板、導(dǎo)電片和熱管等結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)有的受光器，光伏電池、導(dǎo)熱電路板、導(dǎo)電片和冷卻管路等結(jié)構(gòu)均位于一個(gè)密封空間中，因?yàn)槊芊饪臻g外壁要通過冷卻管路，其密封結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。并且，若冷卻管路損壞，則冷卻管路中的冷卻液可能會(huì)進(jìn)入該密封空間中，進(jìn)而可能對(duì)光伏電池造成腐蝕、短路等影響，從而影響太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

因此，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的一種可實(shí)施方式，多個(gè)太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100均設(shè)置有追日儀、聚光器和受光器；聚光器和受光器設(shè)置在追日儀上。追日儀跟蹤太陽角度位置使太陽光通過聚光器匯聚后聚焦于受光器。受光器用于接收被聚光器聚光后的太陽光并將太陽光的光能轉(zhuǎn)換為電能和熱能，聚光器為拋物面反射式聚光器，受光器設(shè)置在反射光線匯聚的焦點(diǎn)處，受光器入射窗口正對(duì)焦點(diǎn)處匯聚的太陽光線。

具體的，參見圖4和圖5，作為本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100設(shè)置的受光器的一具體實(shí)施例，其包括外殼110、導(dǎo)熱材料板120、一個(gè)以上的導(dǎo)熱電路板130、一個(gè)以上的光伏電池140和熱管150。導(dǎo)熱材料板120與外殼110構(gòu)成密封體。外殼110與導(dǎo)熱材料板120相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有透明受光窗110。導(dǎo)熱電路板130固定在導(dǎo)熱材料板120的位于所述密封體 內(nèi)的一側(cè)，適用于以熱能的形式傳導(dǎo)光伏電池140工作時(shí)未能被轉(zhuǎn)化為電能的太陽能的光能。光伏電池140固定在導(dǎo)熱電路板130上，適用于將太陽光轉(zhuǎn)換為電能。熱管150設(shè)置在導(dǎo)熱材料板120上，且位于密封體外。熱管150通過導(dǎo)熱材料板120與光伏電池140熱連接，且熱管150連接液冷散熱器170或氣冷散熱器。

其中，作為液冷散熱器170的一種可實(shí)施方式，參見圖5至圖7，液冷散熱器170包括液冷散熱器主體171和圍設(shè)在液冷散熱器主體171上的散熱管路172。液冷散熱器主體171上設(shè)置有第一凹槽1710，適用于放置需要進(jìn)行散熱的裝置?？梢岳斫獾?，本發(fā)明受光器的熱管150可以設(shè)置在第一凹槽1710，從而實(shí)現(xiàn)熱管150與液冷散熱器170的熱連接，進(jìn)行散熱。需要說明的是，一個(gè)液冷散熱器170上的第一凹槽1710的個(gè)數(shù)可以為兩個(gè)。例如，兩個(gè)第一凹槽可以平行開設(shè)在液冷散熱器主體171相對(duì)的一個(gè)未圍設(shè)散熱管路172的側(cè)面上，且每個(gè)第一凹槽1710中可以放置一個(gè)以上的本發(fā)明受光器的熱管150。

同理，氣冷散熱器也可以為與液冷散熱器170相似的結(jié)構(gòu)。一個(gè)實(shí)施例中，氣冷散熱器可以包括氣冷散熱器主體和設(shè)置在氣冷散熱器主體上的散熱翅片。氣冷散熱器主體上設(shè)置有第二凹槽，適用于放置需要進(jìn)行散熱的裝置。因此，本發(fā)明受光器的熱管150還可以設(shè)置在第二凹槽中，從而實(shí)現(xiàn)熱管150與氣冷散熱器的熱連接，進(jìn)行散熱。需要說明的是，一個(gè)氣冷散熱器上的第二凹槽的個(gè)數(shù)可以為兩個(gè)。例如兩個(gè)第二凹槽可以平行開設(shè)在氣冷散熱器主體的一個(gè)個(gè)未設(shè)置散熱翅片的側(cè)面上，且每個(gè)第二凹槽中可以放置一個(gè)以上的本發(fā)明受光器的熱管150。

上述受光器，外殼110和導(dǎo)熱材料板120構(gòu)成密封體，導(dǎo)熱電路板130和光伏電池140均設(shè)置在密封體內(nèi)，而熱管150和液冷散熱器170設(shè)置在密封體外，因此在熱管150或者液冷散熱器170泄露或損壞時(shí)，不會(huì)影響到光伏電池140，增強(qiáng)了產(chǎn)品的可靠性，而且上述受光器結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。

其中，透明受光窗110為高透光材料。高透光材料具體可以為石英玻璃。在石英玻璃的表面還可以鍍有增加陽光透射率的增透膜。

參見圖8，本實(shí)施例中，光伏電池140為多節(jié)砷化鎵光伏電池。光伏電池140的個(gè)數(shù)為四個(gè)，呈田字形排列在導(dǎo)熱電路板130上。導(dǎo)熱電路板130的個(gè)數(shù)也為四個(gè)，與光伏電池140一一對(duì)應(yīng)。這樣，當(dāng)其中一個(gè)光伏電池140發(fā)生故障時(shí)，不需要將其他的光伏電池140進(jìn)行更換，只需要將發(fā)生故障的光伏電池140取下更換即可，并不影響其他光伏電池140繼續(xù)工作。

參見圖9，本實(shí)施例中，熱管150為兩條，與導(dǎo)熱材料板120構(gòu)成H型結(jié)構(gòu)，且熱管150與光伏電池140的位置對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)熱管150與光伏電池140 的熱連接。這樣，光伏電池140在工作時(shí)，太陽光的光能未轉(zhuǎn)化為電能的部分以熱能的形式，能夠更高效的通過導(dǎo)熱電路板130和導(dǎo)熱材料板130傳遞到熱管150。然后通過與熱管150連接的液冷散熱器170或氣冷散熱器進(jìn)行散熱。

參見圖4和圖8，優(yōu)選的，本發(fā)明的受光器還包括二次聚光器160。二次聚光器160設(shè)置在受光口111和光伏電池140之間，適用于將從受光口111射入的太陽光聚光到光伏電池140上。二次聚光器160具體可包括光輸入端和光輸出端。所述光輸入端設(shè)置有多個(gè)光入射口，多個(gè)光入射口呈矩陣狀排列，用于接收從所述透明受光窗110入射進(jìn)來的太陽光。光輸出端設(shè)置有多個(gè)與光入射口一一對(duì)應(yīng)的光輸出口。光輸出口與光伏電池140光學(xué)連接，用于將進(jìn)入二次聚光器160的所述太陽光傳遞到光伏電池140。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的受光器還可以包括均光器180。均光器180設(shè)置在透明受光窗110和光伏電池140之間，適用于將從透明受光窗110入射的太陽光均勻地傳導(dǎo)至二次聚光器160。

具體的，本實(shí)施例中，均光器180為空心的方柱型或橫截面為方形的漏斗型。即均光器的主體結(jié)構(gòu)為柱型或漏斗型，且其橫截面為方形。均光器180的內(nèi)壁設(shè)置有反射面。從透明受光窗110入射的太陽光，投射到反射面上，然后經(jīng)反射面反射后，太陽光投射到光伏電池140上。

例如，對(duì)于空心方柱型的均光器180，其受光軸線方向的方柱高度可以等于二次聚光器160光輸入端寬度的1.6倍，正負(fù)誤差小于20％；對(duì)于空心漏斗型的均光器180，則可以根據(jù)空心方柱型的均光器180的數(shù)據(jù)做出調(diào)整，以補(bǔ)償漏斗側(cè)壁傾斜角對(duì)反射光線的影響。設(shè)置均光器180能夠使得聚光反射鏡一側(cè)邊緣范圍反射的太陽光線通過透明受光窗111任意一點(diǎn)后能直接照射到對(duì)側(cè)的光伏電池140或者光線經(jīng)過均光器180的反射面反射后照射到對(duì)側(cè)的光伏電池140上。這樣便不需要考慮反射聚光的焦點(diǎn)是正對(duì)透明受光窗111中心、還是偏向透明受光窗111一側(cè)邊緣。從而實(shí)現(xiàn)了所述拋物面反射鏡不同區(qū)域反射的光線分配給不同的光伏電池140，而這種分配是均衡的，所以能起到使各光伏電池140均勻受光的效果。

另外，本發(fā)明所介紹的受光器中，一節(jié)光伏電池140或由一節(jié)以上光伏電池140相互電連接構(gòu)成電池單元。一個(gè)以上所述電池單元?jiǎng)t串聯(lián)形成串聯(lián)電池組。相應(yīng)的，受光器還包括電池輸出平衡裝置，用于平衡串聯(lián)電池組中各所述電池單元的工作狀態(tài)。

本實(shí)施例中，參見圖10，電池輸出平衡裝置包括電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置。電壓轉(zhuǎn)換裝置、單向電流傳導(dǎo)裝置和串聯(lián)電池組中的所述電池單元三者一一對(duì)應(yīng)。并且，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端In均與串聯(lián)電池組的輸出端 電連接，從而使得串聯(lián)電池組的輸出電壓作為電壓轉(zhuǎn)換裝置的源電壓，用以向電壓轉(zhuǎn)換裝置提供電源。

同時(shí)，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的(即與電壓轉(zhuǎn)換裝置對(duì)應(yīng)的)電池單元的正極，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負(fù)極直接電連接相應(yīng)的電池單元的負(fù)極；或者是，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極均直接電連接相應(yīng)的電池單元的正極，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的負(fù)極通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置電連接相應(yīng)的電池單元的負(fù)極；或者是，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端的正極和負(fù)極均通過相應(yīng)的單向電流傳導(dǎo)裝置分別電連接相應(yīng)的電池單元的正極和負(fù)極。

此處需要指出的是，單向電流傳導(dǎo)裝置可為二極管。通過選用二極管作為單向電流傳導(dǎo)裝置，不僅節(jié)省了開發(fā)成本，還簡化了電路結(jié)構(gòu)。

參見圖10，作為一具體實(shí)施例，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正極均通過單向電流傳導(dǎo)裝置與對(duì)應(yīng)的所述電池單元的正極電連接。每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負(fù)極則直接與對(duì)應(yīng)的所述電池單元的負(fù)極電連接。優(yōu)選的，電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓被預(yù)先設(shè)定為低于且近似于光伏電池的最佳工作電壓。

進(jìn)一步的，電池輸出平衡裝置中的電壓轉(zhuǎn)換裝置可為開關(guān)電壓源。具體的，開關(guān)電壓源包括開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、放大器和電源控制器。

開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端作為電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端In，電連接串聯(lián)電池組的輸出端，適用于以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為源電壓。

開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極作為電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的正負(fù)極，通過單向電流傳導(dǎo)裝置分別與電壓轉(zhuǎn)換裝置對(duì)應(yīng)的所述電池單元的正負(fù)極電連接。

并且，開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極通過放大器電連接電源控制器的輸入端。從而使得放大器將開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓反饋至電源控制器。

具體的，參見圖11，作為一種可實(shí)施方式，放大器的同相輸入端電連接開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極，反相輸入端電連接開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端負(fù)極，輸出端直接電連接電源控制器的輸入端。

其中，需要說明的是，放大器的供電端可直接電連接串聯(lián)電池組的輸出端，以實(shí)現(xiàn)通過串聯(lián)電池組的輸出電壓作為放大器的供電電壓的目的。其不需要另外設(shè)置單獨(dú)的供電電源，節(jié)省了成本。并且，放大器可優(yōu)選為差分式運(yùn)算放大器。

電源控制器的輸出端電連接開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件控制端，使得 電源控制器能夠根據(jù)開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的變化，調(diào)整向開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率。

具體的，電壓轉(zhuǎn)換裝置中的開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路包括場效應(yīng)晶體管、互感器、第一二極管、第二二極管、電感和電容。

需要指出的是，場效應(yīng)晶體管作為開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件，可優(yōu)選為N溝道場效應(yīng)晶體管。并且，場效應(yīng)晶體管的柵極作為開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端，電連接電源控制器的輸出端。場效應(yīng)晶體管的源極電連接串聯(lián)電池組的輸出端的負(fù)極。

互感器的初級(jí)線圈電連接在開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端的正極與場效應(yīng)晶體管的漏極之間，又由于開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與串聯(lián)電池組的輸出端電連接，由此可實(shí)現(xiàn)以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的源電壓的目的?；ジ衅鞯拇渭?jí)線圈電連接在第一二極管的陽極與第二二極管的陽極之間。第二二極管的陽極同時(shí)電連接開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負(fù)極。

第一二極管的陰極通過電感電連接開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極。

第二二極管的陰極電連接第一二極管與電感的連接端。

電容電連接在開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極之間。

其中，電感與電容的連接端作為開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極，電容與第二二極管的陽極的連接端作為開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負(fù)極。

以下以兩節(jié)光伏電池串聯(lián)連接作為串聯(lián)電池組為例，對(duì)電池輸出平衡裝置進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。

參見圖11，作為電池輸出平衡裝置的一具體實(shí)施例，其串聯(lián)電池組包括第一光伏電池U1和第二光伏電池U2，第一光伏電池U1與第二光伏電池U2串聯(lián)連接。

相應(yīng)的，由于電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置與串聯(lián)電池組中的光伏電池一一對(duì)應(yīng)，因此電壓轉(zhuǎn)換裝置與單向電流傳導(dǎo)裝置同樣分別包括兩個(gè)。其中，與第一光伏電池U1對(duì)應(yīng)的分別為第一電壓轉(zhuǎn)換裝置和第一單向電流傳導(dǎo)裝置，與第二光伏電池U2對(duì)應(yīng)的分別為第二電壓轉(zhuǎn)換裝置和第二單向電流傳導(dǎo)裝置。

在本實(shí)施例中，第一單向電流傳導(dǎo)裝置和第二單向電流傳導(dǎo)裝置分別為二極管D1和二極管D4。

同時(shí)，參見圖11，與第一光伏電池U1對(duì)應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換裝置包括第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、第一放大器O1和電源控制器。其中，第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路則包括第一N溝道場效應(yīng)晶體管Q1、第一互感器T1、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感L1和第一電容C1。

具體的，第一N溝道場效應(yīng)晶體管Q1作為第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開 關(guān)元件，其柵極G為第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的控制端，且其柵極G直接電連接電源控制器的輸出端。第一N溝道場效應(yīng)晶體管Q1的源極S電連接第一光伏電池U1與第二光伏電池U2串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)電池組的輸出端的負(fù)極。

第一互感器T1的初級(jí)線圈電連接在第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端In的正極與第一N溝道場效應(yīng)晶體管Q1的漏極D之間。

由此，第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端In的正極為第一互感器T1的初級(jí)線圈與串聯(lián)電池組的輸出端的正極的連接端，從而實(shí)現(xiàn)以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的源電壓。

第一互感器T1的次級(jí)線圈電連接在第一二極管D2的陽極與第二二極管D3的陽極之間。第二二極管D3的陽極電連接第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極。

第一二極管D2的陰極通過第一電感L1電連接第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極。第二二極管D3的陰極電連接第一二極管D2與第一電感L1的連接端。

并且，第一電容C1電連接在第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正負(fù)極之間。

其中，第二二極管D3的陽極與第一電容C1的連接端作為第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極(即第一電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負(fù)極)，直接電連接第一光伏電池U1的負(fù)極，同時(shí)還與第一放大器O1的反相輸入端電連接。

第一電感L1與第一電容C1的連接端則作為第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極，電連接第一放大器O1的同相輸入端。

第一放大器O1的輸出端則與電源控制器的輸入端電連接。

當(dāng)?shù)谝还夥姵豒1的輸出電壓發(fā)生變化(如：第一光伏電池U1的輸出電壓減小)時(shí)，此時(shí)第一光伏電池U1兩端的電壓小于第一電容C1兩端的電壓(即第一光伏電池U1的輸出電壓小于第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓)，這就使得二極管D1導(dǎo)通。二極管D1導(dǎo)通后，導(dǎo)致第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓下降。

又由于第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極電連接第一放大器O1的正相輸入端，第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極電連接第一放大器O1的反相輸入端，因此，通過第一放大器O1的輸出端輸出至電源控制器的電壓相應(yīng)的發(fā)生變化。由此，電源控制器根據(jù)第一放大器O1的輸出端輸出的數(shù)據(jù)的變化進(jìn)而監(jiān)測到第一光伏電池U1的輸出電壓的變化。

當(dāng)電源控制器通過第一放大器O1輸出端輸出的數(shù)據(jù)監(jiān)測到第一光伏電池U1的輸出電壓發(fā)生變化后，根據(jù)第一放大器O1輸出端輸出的電壓的變化調(diào)整輸出至第一N溝道場效應(yīng)管Q1的柵極的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率，控制第一N溝道場效應(yīng)管導(dǎo)通占空比和/或頻率變化，從而使得串聯(lián)電池組的輸出電能通過第一互感器T1、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感L1和二極管D1及時(shí)地補(bǔ)充至第一光伏電池U1，使得第一光伏電池U1的輸出電壓保持在接近于最佳工作電壓點(diǎn)的狀態(tài)。

當(dāng)?shù)谝还夥姵豒1的輸出電壓未發(fā)生變化，即時(shí)刻保持在最佳工作電壓點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，此時(shí)第一電容C1兩端的電壓則時(shí)刻保持在固定電壓值，該固定電壓值小于且接近于第一光伏電池U1的最佳工作電壓，即第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓時(shí)刻保持在固定電壓值，由此輸入至第一放大器O1的正相輸入電壓和反相輸入電壓圍繞該固定電壓微觀波動(dòng)，進(jìn)而由第一放大器O1的輸出端輸出至電源控制器的電壓同樣會(huì)略有波動(dòng)。由此，電源控制器通過調(diào)整向第一N溝道場效應(yīng)晶體管輸出的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率，從而使得第一電容C1兩端的電壓時(shí)刻保持在該固定電壓值即可。

更為具體的，如第一光伏電池U1為砷化鎵光伏電池時(shí)，由于砷化鎵光伏電池的理想工作電壓為2.75V，當(dāng)串聯(lián)電池組的任意一節(jié)砷化鎵光伏電池的受光偏弱時(shí)，該節(jié)砷化鎵光伏電池的自有受光可產(chǎn)生電流9A，而串聯(lián)電池組中其他砷化鎵光伏電池受光可產(chǎn)生電流11A。為了滿足串聯(lián)電池組電流相等的特性，受光偏弱的該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓會(huì)大幅度下降。當(dāng)受光偏弱的該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓下降時(shí)，第一放大器O1的正相輸入電壓與反相輸入電壓的電壓差相應(yīng)發(fā)生變化，進(jìn)而第一放大器O1的輸出端輸出的電壓也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。從而由電源控制器根據(jù)第一放大器O1輸出的電壓的變化調(diào)整向第一N溝道場效應(yīng)晶體管的柵極輸入的脈沖信號(hào)的占空比，使得串聯(lián)電池組的輸出電能能夠通過第一互感器T1、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感L1和二極管D1及時(shí)補(bǔ)充到該受光偏弱的砷化鎵光伏電池中，使得該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓維持在2.7V附近，進(jìn)而使得該節(jié)砷化鎵光伏電池的發(fā)電效率達(dá)到其理想發(fā)電效率的98％，基本等于最佳效率，充分發(fā)揮了該節(jié)砷化鎵光伏電池的光電轉(zhuǎn)換能力。

相應(yīng)的，參見圖11，與第二光伏電池U2對(duì)應(yīng)的第二電壓轉(zhuǎn)換裝置包括第二開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、第二放大器O2和電源控制器。其中，第二開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路則包括第二N溝道場效應(yīng)晶體管Q2、第二互感器T2、第一二極管D5、第二二極管D6、第二電感L2和第二電容C2。

具體的，第二N溝道場效應(yīng)晶體管Q2、第二互感器T2、第一二極管D5、 第二二極管D6、第二電感L2和第二電容C2之間的連接關(guān)系，以及上述各器件與二極管D4之間的連接關(guān)系與第一開關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路中的各器件的連接關(guān)系相同，因此，此處不再贅述。

在一實(shí)施例中，有光伏電池A、光伏電池B、光伏電池C、光伏電池D串聯(lián)形成串聯(lián)光伏電池組，4個(gè)光伏電池均為三節(jié)砷化鎵光伏電池，遵從其IV特性曲線特征。設(shè)某時(shí)刻4個(gè)光伏電池均處于最佳工作狀態(tài)，輸出電流為10A，輸出電壓為2.75V。則有串聯(lián)光伏電池組的總輸出電壓為11V，總輸出電流10A，總輸出功率＝11*10＝110W。當(dāng)光伏電池A受光路徑被部分遮擋時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出電流下降到7A(安培)，因?yàn)榇?lián)回路電流相等，此時(shí)根據(jù)IV曲線，該光伏電池A難以達(dá)到其他光伏電池B、光伏電池C、光伏電池D的輸出電流，其輸出電壓下降到接近于0V。而其他光伏電池B、光伏電池C、光伏電池D因難以達(dá)到最佳工作電流10A(安培)，從而輸出電壓均上升到3.1V的電池最大輸出電壓，則有總輸出電壓約等于3.1*3＝9.3V，總輸出電流等于7A(安培)，總輸出功率＝7*9.3＝65.1，這比理想輸出功率下降了約40％。如果這時(shí)平衡電路介入，向該光伏電池A輸出電流3A(安培)，使其輸出電壓達(dá)到2.7V，這需要從串聯(lián)光伏電池組(即串聯(lián)連接的光伏電池A、光伏電池B、光伏電池C和光伏電池D)的總輸出功率獲取能量，且消耗約10％的總輸出功率，則由總輸出功率需要減去的功率(即補(bǔ)償功率)為3*2.7/0.9＝9W。串聯(lián)光伏電池組(即串聯(lián)連接的光伏電池A、光伏電池B、光伏電池C和光伏電池D)的總輸出電壓為2.75*3+2.7＝10.95V，未扣減補(bǔ)償?shù)目傒敵鲭娏鞯扔?0A，則有未扣減補(bǔ)償?shù)目傒敵龉β蕿?0.95*10＝109.5W，扣減補(bǔ)償功率9W，仍有100.5W的總輸出功率，比理想狀態(tài)時(shí)的總輸出功率下降了約8.7％。而這種下降，基本是光線遮擋所造成的了，比沒有平衡電路的情況多發(fā)電35.4W。可見電池輸出平衡裝置在光線不均勻情況下仍能保持光伏電池的最佳光電轉(zhuǎn)換效率。

如上所述，電池輸出平衡裝置通過電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端與串聯(lián)電池組的輸出端電連接，使電池輸出平衡裝置以串聯(lián)電池組的輸出作為工作電源，電壓轉(zhuǎn)換裝置輸出小于且接近于串聯(lián)電池組中的電池單元的最佳工作電壓的固定電壓，單向電流傳導(dǎo)裝置實(shí)時(shí)比較串聯(lián)電池組中的電池單元的輸出電壓與相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓。當(dāng)串聯(lián)電池組中的電池單元的輸出電壓小于相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓時(shí)，單向電流傳導(dǎo)裝置導(dǎo)通，電壓轉(zhuǎn)換裝置向該電池單元輸出電流，使其電壓保持在接近于最佳工作電壓的電壓狀態(tài)上。使得串聯(lián)電池組中的每一節(jié)電池單元的效率都不會(huì)出現(xiàn)大幅度下降的現(xiàn)象。從而有效地解決了現(xiàn)有的串聯(lián)光伏電池組中電池受光不均勻時(shí)，光伏電池工作電壓會(huì)嚴(yán)重偏離最佳工作電壓，從而嚴(yán)重降低光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率的問題。

值得說明的是，上述任一種電池輸出平衡裝置也可以應(yīng)用于其他需要保持光伏電池組各光伏電池電流平衡的應(yīng)用中。

進(jìn)一步地，光伏電池140通過導(dǎo)線與密封體外的電池輸出平衡裝置連接，且該導(dǎo)線密封穿過密封體，并與密封體絕緣。例如，電線穿出密封體后，可以通過硅橡膠等絕緣物質(zhì)將電線與密封體之間的縫隙進(jìn)行密封，以保證密封體的整體密封性。

優(yōu)選的，參見圖4，通過第一焊料將熱管150焊接在導(dǎo)熱材料板120上。通過第二焊料將導(dǎo)熱電路板130焊接在導(dǎo)熱材料板120上。其中，第一焊料的熔點(diǎn)大于第二焊料的熔點(diǎn)。這樣，導(dǎo)熱電路板130發(fā)生故障需要更換時(shí)，不會(huì)影響到熱管150與導(dǎo)熱材料板120之間的連接。優(yōu)選的，第一焊料和第二焊料均可為合金材料。

具體的，可以先通過熔點(diǎn)大于180℃的焊料將熱管150焊接在導(dǎo)熱材料板120上，選用熔點(diǎn)大于180℃的焊料將光伏電池140與導(dǎo)熱電路板130焊接。可以通過熔點(diǎn)為140℃的合金將導(dǎo)熱電路板130焊接在導(dǎo)熱材料板120上。這時(shí)只需要用恒溫臺(tái)加熱至約160℃便可焊接或更換光伏電池140與導(dǎo)熱電路板130相連接做構(gòu)成的組件。這時(shí)溫度小于180℃，所以這個(gè)焊接過程中，熱管150和導(dǎo)熱材料板120之間的焊接不會(huì)被破壞，光伏電池140和導(dǎo)熱電路板130之間的焊接也不會(huì)被破壞。這樣做不僅方便了單獨(dú)更換焊接在導(dǎo)熱電路板130上的光伏電池140，同時(shí)焊料的導(dǎo)熱系數(shù)約為60W/m°K，而導(dǎo)熱膠所能達(dá)到的最大導(dǎo)熱系數(shù)約為3W/m°K，可見這樣做大幅度改善了傳熱條件。

為更加清楚的體現(xiàn)本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)所達(dá)到的有益效果，以下以一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)做更進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

在該實(shí)施例中，在40°緯度沙質(zhì)土地間隔東西向和南北向各25m設(shè)置每座追日儀受光面約為6m*7m的標(biāo)稱最大功率為6.4kw的反射式聚光光伏系統(tǒng)作為太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100，每平方公里可設(shè)置1600座，總功率約10MW。其中，每9座反射式聚光光伏系統(tǒng)的散熱回路連接到一座100m³(立方米)的厭氧菌硝化反應(yīng)裝置(即前面所述的生物質(zhì)反應(yīng)裝置200)。

生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)的發(fā)電裝置400采用高效燃?xì)廨?50kw發(fā)動(dòng)機(jī)組60座，該機(jī)組每kwh消耗可燃?xì)?.45立方米。太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100間隙土地種植大葉速生槐。太陽能光伏按中等光照條件則有年發(fā)電有效時(shí)數(shù)>1600小時(shí)，年發(fā)電總量約16384000kwh，畝產(chǎn)牧草10～20噸。每平方公里為1500畝，則有總產(chǎn)牧草1.5～3萬噸。按每頭牛每日吃草20kg，每頭牛半年出欄計(jì)算，可年產(chǎn)4000～8000頭牛。用牛的糞便和雜草等有機(jī)廢物作為生物質(zhì)原料投入?yún)捬蹙趸磻?yīng)裝置可基本滿足其原料需求。厭氧菌硝化反應(yīng)裝置的殘?jiān)莾?yōu)質(zhì)肥料，可 就近撒在土地中，為牧草施肥，促進(jìn)牧草生長，多出部分可撒在附近未開墾的荒地，擴(kuò)大牧草生產(chǎn)范圍，提高牧草產(chǎn)量。每座100立方米的厭氧菌硝化反應(yīng)裝置日產(chǎn)氣約80～120立方米，則有年總產(chǎn)氣量520～780萬立方米，約可發(fā)電11500000～17300000kwh。對(duì)比反射式光伏系統(tǒng)發(fā)電量可見，太陽能發(fā)電與生物質(zhì)氣化發(fā)電總量接近。因?yàn)榭扇細(xì)饪赏ㄟ^儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，當(dāng)需要用其發(fā)電時(shí)再由儲(chǔ)氣罐中導(dǎo)出使用即可。并且儲(chǔ)氣罐成本較低，使用壽命較長，所以用生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電來彌補(bǔ)太陽能光伏發(fā)電的波動(dòng)性是完全可行的。并且還可以在夜晚沒有陽光的情況用生物質(zhì)氣化發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電來保持電功率輸出的平穩(wěn)性。

上述光伏生物質(zhì)綜合發(fā)電系統(tǒng)完全可以替代燃燒礦物燃料的火力發(fā)電場，對(duì)比一般火力發(fā)電場，燃?xì)廨啓C(jī)組約52％～58％的發(fā)電效率比燃煤火力發(fā)電場常用的蒸汽輪機(jī)組約40％的發(fā)電效率更高，并且基本不產(chǎn)生粉塵，更環(huán)保。因其碳元素來源是牧草，而牧草碳元素來源是空氣中的二氧化碳，并且只有部分牧草的碳元素被燃燒利用，所以其燃燒產(chǎn)生的二氧化碳量小于被牧草吸收的二氧化碳量，從而實(shí)現(xiàn)無二氧化碳產(chǎn)出的發(fā)電，徹底解決地球溫室效應(yīng)問題。農(nóng)民也因?yàn)榘褦?shù)萬噸難以運(yùn)出的植物產(chǎn)品高效轉(zhuǎn)化為電力通過電網(wǎng)進(jìn)行銷售從而解決了農(nóng)產(chǎn)品銷售難的問題，同時(shí)產(chǎn)出的還有相對(duì)價(jià)值更高的動(dòng)物產(chǎn)品，獲得了更高的收益。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。