太阳能发电系统具体实施方式

本实用新型的具体实施方式可以参见附图。本发电系统不需要冷却循环和蒸汽介质，除槽式反射镜2跟踪太阳运动外无其它机械运动机构，输出电压为多个温差发电块的串联电压，输出电流为多个温差发电块的并联电流。

如图1所示为本系统的整体示意图。集热管4通过集热管固定装置5固定于集热管支架3上，并位于槽式反射镜2的聚光线上。发电管8通过发电管固定装置9固定于反射镜支架1上，并位于槽式反射镜2的后边缘。导管6的两端分别连在集热管4和发电管8内的导热管12上，并构成闭合管道回路，导管6上设有动力装置7，可使封闭管路内的导热介质11定向流动。上述各部分与反射镜支架1的位置相对固定，使之成为一整体随槽式反射镜2转动。

如图2所示为本系统导热管12中的导热金属10和导热介质11位置示意图。导热金属10与导热管12内壁接触，达良好导热目的。导热介质11位于导热金属10周围。当动力装置7运作时，闭合管路内导热介质11定向流动，使热量从集热管4到达导热管12。

如图3所示为本发电系统发电管8的结构示意图。当导热管12被其内部导热金属10和导热介质11加热后，由于温差发电块两端存在温度差，使温差发电块发电，可直接通过导线16输出直流电。

太阳能发电系统的整体运作如下：

当槽式反射镜2收集到阳光后，将其汇聚到集热管4上，使集热管4温度升高，并使其内部导热金属10和导热介质11温度升高，在动力装置7的作用下，导热介质11定向流动，当高温导热介质11进入导热管12后，使其导热管12和其内部的导热金属10温度升高，使温差发电块发电，直接以直流电形式输出。在本实用新型中，温差发电块是有两块相同的P型半导体15或N型半导体17材料通过对应材料的导线16连接而成，其中间抽真空或者添加绝热绝缘材料。所以当发电管8中导热管12温度升高后，难以将热量传播到低温部分，有效地阻止了热量由内到外的散失。发电管8外层的冷却管内层19和冷却管外层20间加入常温水即可。整个系统都在反射镜支架1上固定，一起随着槽式反射镜2转动。

本实用新型也可用于碟式、塔式和立分式等太阳能发电系统，只要达到聚光使集热管升温，对具体的集热形式无具体要求。

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二） 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；
（三） 蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
（四） 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。

太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：
1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？
2、 系统的负载功率多大？
3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？
4、 系统每天需要工作多少小时？
5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？
7、 系统需求的数量。

对太阳能电池方阵而言，负载应包括系统中所有耗电装置（除用电器外还有蓄电池及线路、控制器等）的耗量。

　　方阵的输出功率与组件串并联的数量有关，串联是为了获得所需要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流，适当数量的组件经过串并联即组成所需要的太阳能电池方阵。

　　3蓄电池组容量设计

　　太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充状态下，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。它的容量比负载所需的电量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与太阳能电池匹配，要蓄电池工作寿命长且维护简单。

　　（1）蓄电池的选用

　　能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大，所以主要适于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。

　　（2）蓄电池组容量的计算

　　蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在一年内，方阵发电量各月份有很大差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份，要靠蓄电池的电能给以补足；在超过用电需要的月份，是靠蓄电池将多余的电能储存起来。所以方阵发电量的不足和过剩值，是确定蓄电池容量的依据之一。同样，连续阴雨天期间的负载用电也必须从蓄电池取得。所以，这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。

　　因此，太阳能发电系统蓄电池的容量BC计算公式为：

BC=A×QL×NL×TO／CCAh(1)

式中：A为安全系数，取1.1～1.4之间；

QL为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；

NL为最长连续阴雨天数；

TO为温度修正系数，一般在0℃以上取1，－10℃以上取1.1，－10℃以下取1.2;

CC为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85。