本發(fā)明涉及移動(dòng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)的，具體為一種太陽(yáng)能高效利用系統(tǒng)及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核聚變釋放出的能量，太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)預(yù)計(jì)還將持續(xù)幾十億年，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能可謂是取之不盡、用之不竭的能源，是一種可再生新能源。只要太陽(yáng)存在，就會(huì)源源不斷地向地球輸送能量，這種可再生的特性使得太陽(yáng)能在能源供應(yīng)的可持續(xù)性上具有巨大優(yōu)勢(shì)，相較于煤炭、石油等化石能源，不會(huì)面臨枯竭的問(wèn)題。

2、而太陽(yáng)能光伏板就是能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心組件，太陽(yáng)能光伏板發(fā)電可以減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放，且無(wú)論是在沙漠、海洋還是偏遠(yuǎn)地區(qū)，都可以進(jìn)行光伏板的安裝，在交通、農(nóng)業(yè)、通訊和工業(yè)領(lǐng)域都有大量應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏板的轉(zhuǎn)換效率是衡量光伏板性能的關(guān)鍵指標(biāo)，轉(zhuǎn)換效率越高，能夠降低經(jīng)濟(jì)成本，減少土地資源的占用率，現(xiàn)有技術(shù)“一種聚光光伏太陽(yáng)能裝置”(公布號(hào)：cn102790112b)公布了一種能夠解決光伏電池散熱問(wèn)題的光伏板聚光結(jié)構(gòu)，其通過(guò)反射鏡結(jié)構(gòu)將太陽(yáng)光反射到光伏電池上，同時(shí)設(shè)置散熱裝置用于提升散熱效率，但現(xiàn)有技術(shù)仍然存在如下技術(shù)問(wèn)題：

3、1、太陽(yáng)能利用效率不高?，F(xiàn)有技術(shù)是通過(guò)利用聚光反射鏡將太陽(yáng)光反射到光伏電池上，由光伏電池將太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為電能，因此非常依賴于太陽(yáng)光的強(qiáng)度，需要保證充足且穩(wěn)定的光照資源，在陰天、多云、霧霾等光照不足或不穩(wěn)定的天氣條件下，發(fā)電效率會(huì)顯著下降。

4、2、成本高，可靠性低。現(xiàn)有技術(shù)不僅需要設(shè)置聚光反射鏡，還需要將體積較小的光伏電池固定在反射鏡上，因此整個(gè)反射裝置在設(shè)計(jì)和安裝上更加復(fù)雜，且由于光伏電池體積較小，還需要精確計(jì)算反射鏡的角度、位置和尺寸，以確保太陽(yáng)光能夠準(zhǔn)確地反射到光伏電池上，加大設(shè)計(jì)成本和難度，而且復(fù)雜的系統(tǒng)也增加了出現(xiàn)故障的概率，一旦反射鏡或其相關(guān)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)影響整個(gè)光伏系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可靠性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能高效利用系統(tǒng)及應(yīng)用，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的光伏系統(tǒng)太陽(yáng)能利用效率低的問(wèn)題。

2、本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種太陽(yáng)能高效利用系統(tǒng)及應(yīng)用，包括太陽(yáng)能收集部件、位于太陽(yáng)能收集部件上方的油箱、以及與油箱通過(guò)管路連通的動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件，所述油箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油；

3、所述太陽(yáng)能收集單元包括呈圓錐形狀的光伏板，所述光伏板用于將太陽(yáng)光反射并聚集到油箱上，所述光伏板的反射方式為鏡面反射。

4、發(fā)明構(gòu)思：太陽(yáng)能的能量轉(zhuǎn)換方式包括光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換，其區(qū)別在于，光熱轉(zhuǎn)換是收集太陽(yáng)光的輻射能并通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用，如現(xiàn)有技術(shù)中提到的利用聚光反射鏡將太陽(yáng)光聚焦到光伏電池上就屬于光熱轉(zhuǎn)換的應(yīng)用；而光電轉(zhuǎn)換是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能加以利用，如光伏板就是最常見(jiàn)的就是光電轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。而這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但轉(zhuǎn)換效率不高，而光熱轉(zhuǎn)換的雖然效率較光電轉(zhuǎn)換更高，但需要設(shè)置聚光設(shè)備，其安裝難度成本會(huì)提升，因此發(fā)明人欲構(gòu)思一種能夠?qū)烧呋パa(bǔ)的方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)即能提高轉(zhuǎn)換效率、也能降低成本的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。而由于兩者在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換原理上不同，如何將兩者進(jìn)行結(jié)合是本發(fā)明的難點(diǎn)；而發(fā)明人從兩者的技術(shù)原理上出發(fā)，其共同點(diǎn)是都需要先接收太陽(yáng)光后，再對(duì)太陽(yáng)能以不同的方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，于是發(fā)明人想到需要在接收太陽(yáng)光的同時(shí)，既能直接進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，也能進(jìn)行光線聚焦反射進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換，而光電轉(zhuǎn)換最容易的方式是采用光伏板，剩下的問(wèn)題就是如何讓光伏板也能實(shí)現(xiàn)聚焦反射光線的功能，而考慮到光伏板本身具有一定的光線反射能力，但是常規(guī)的光伏板為了避免光污染，通常為漫反射的反射方式，但這會(huì)大幅降低光線聚焦的效果，為了提升聚焦效果最好的方式是將光伏板表面改為鏡面反射，但鏡面反射又容易產(chǎn)生光污染，于是，發(fā)明人思考對(duì)光伏板的形狀進(jìn)行改進(jìn)，形成了本發(fā)明的最終方案，使得具有鏡面反射功能的光伏板能夠聚焦光線的同時(shí)，又不會(huì)造成光污染，完美的將光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩者結(jié)合，降低成本的同時(shí)有效提升能源轉(zhuǎn)換效率。

5、有益效果：

6、1、提升太陽(yáng)能的利用效率。本發(fā)明中圓錐形狀的光伏板一方面接收太陽(yáng)光，直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，另一方面采用鏡面反射的圓錐形狀的光伏板，可將光伏板為完全吸收的太陽(yáng)光以類似于放大鏡的原理將光線聚焦到上方的油箱上，從而依靠太陽(yáng)光的熱輻射加熱油箱內(nèi)的導(dǎo)熱油，高溫的導(dǎo)熱油可驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件工作，動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件對(duì)熱能進(jìn)行回收利用，將熱能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或進(jìn)行制冷、制熱、發(fā)電等多種應(yīng)用場(chǎng)合。而油箱中的導(dǎo)熱油可以作為一種熱能儲(chǔ)存介質(zhì)；在光照充足時(shí)，導(dǎo)熱油吸收并儲(chǔ)存大量的熱能；當(dāng)光照不足(如夜晚、陰天等)時(shí)，儲(chǔ)存的熱能可以繼續(xù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件發(fā)電，為系統(tǒng)提供持續(xù)的能源輸出，即將光電轉(zhuǎn)換與光熱轉(zhuǎn)換兩種方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能更充分的利用，相比傳統(tǒng)的光伏發(fā)電或光熱利用系統(tǒng)，本發(fā)明能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換效率由20％提升至40％多，提升倍率達(dá)到一倍以上，從而有效將太陽(yáng)能的綜合利用效率達(dá)到98％，避免能源的浪費(fèi)，使太陽(yáng)能得到充分利用。

7、2、提升可靠性：傳統(tǒng)的光伏板均采用漫反射，而本發(fā)明突破光伏領(lǐng)域?qū)︾R面反射的技術(shù)偏見(jiàn)，通過(guò)反射聚光與幾何結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化與熱回收的雙重增效，即本發(fā)明結(jié)合了光伏發(fā)電和熱發(fā)電兩種模式，在光照良好時(shí)，光伏板和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，增加發(fā)電總量；在光照較弱時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件可以利用儲(chǔ)存的熱能繼續(xù)發(fā)電，兩種發(fā)電模式相互補(bǔ)充，使系統(tǒng)在不同的光照條件下都能保持相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)電性能，有效提升系統(tǒng)的可靠性。

8、3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低。該系統(tǒng)將太陽(yáng)能收集、熱能存儲(chǔ)與動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能集成在一個(gè)相對(duì)緊湊的結(jié)構(gòu)中，圓錐形狀的光伏板既承擔(dān)了收集太陽(yáng)能并將其反射聚焦到油箱的功能，又可利用自身進(jìn)行一定的光伏發(fā)電，減少了額外聚光裝置的設(shè)置，油箱不僅作為熱能存儲(chǔ)裝置，還通過(guò)內(nèi)部循環(huán)的導(dǎo)熱油與動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件相連，實(shí)現(xiàn)了熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。這種高度集成的設(shè)計(jì)避免了多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)之間復(fù)雜的連接和協(xié)同工作，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，有效節(jié)約成本。

9、進(jìn)一步，所述光伏板的表面設(shè)有鏡面反射層。

10、有益效果：，鏡面反射層能夠?qū)⒄丈涞焦夥迳系奶?yáng)光以規(guī)則的方式反射出去，反射的光線攜帶的能量被引導(dǎo)到油箱上，加熱其中的導(dǎo)熱油，為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱能，這種熱量的定向傳輸實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的梯級(jí)利用，將原本可能使光伏板溫度升高的熱量有效收集起來(lái)用于熱發(fā)電，提高了太陽(yáng)能的綜合利用效率。

11、進(jìn)一步，所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換部件包括斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。

12、有益效果：斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用多種類型的熱源，對(duì)燃料的要求不苛刻，既可以燃燒傳統(tǒng)的化石燃料，也能利用太陽(yáng)能等清潔能源和廢熱，在本系統(tǒng)中斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)能將導(dǎo)熱油的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或者進(jìn)行制冷、制熱、發(fā)電等多種應(yīng)用場(chǎng)合，有效提升適用性。

13、進(jìn)一步，所述油箱與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)連通的管路上還設(shè)有熱油循環(huán)泵。

14、有益效果：熱油循環(huán)泵能夠提供動(dòng)力，使油箱內(nèi)的導(dǎo)熱油在管路中快速循環(huán)流動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)能收集單元將太陽(yáng)光反射并聚集到油箱上，加熱了導(dǎo)熱油后，循環(huán)泵可以及時(shí)將高溫導(dǎo)熱油輸送到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)把從斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)返回的低溫導(dǎo)熱油送回油箱再次加熱，這種快速的循環(huán)保證了熱量能夠及時(shí)、高效地從油箱傳遞到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，減少了熱量在傳遞過(guò)程中的損失，提高了熱量傳遞的效率。

15、進(jìn)一步，所述油箱位于光伏板反射光線的焦點(diǎn)區(qū)域。

16、有益效果：將油箱設(shè)置在光伏板反射光線的焦點(diǎn)區(qū)域，為能夠?qū)⒋罅康奶?yáng)光會(huì)精準(zhǔn)地匯聚到油箱上，使得油箱能夠接收到高強(qiáng)度的太陽(yáng)輻射，從而加熱油箱內(nèi)的導(dǎo)熱油，減少了光線散射到其他區(qū)域而造成的能量損失，提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的捕獲和轉(zhuǎn)化能力。