CN103986405A - 一种多功能太阳能利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能太阳能利用系统，其包括利用光生电原理将光能转换成电能的光电转换模块、将热能转换成电能的热电转换模块、对流体进行加热的吸热模块和利用光催化原理对流体进行净化处理的净化模块。本发明通过设置温差发电片来实现热电转换，同时可通过流体上表面受热而产生的温差实现流体的自循环加热，该发明在很大程度上提高了太阳能的利用率；本发明还包括对流体的净化功能模块，能够通过自循环实现对经过加热后的流体净化处理。本发明提供了一种综合利用太阳能的系统，光伏利用效率高，并且设置自循环处理成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用系统领域，特别指一种多功能太阳能利用系统。
背景技术
随着世界能源紧张局势的加剧，太阳能作为绿色清洁能源近年来为许多国家大力开发的对象，太阳能技术已经在国民生活中得到了大力普及。大力推广和开发太阳能的使用，能够有效地解决能源枯竭和环境污染的问题。传统上利用太阳能的设备包括太阳能电池组件、太阳能热水器、自然光光催化反应器等。然而，早期一些太阳能利用设备一般都是对太阳能的单一利用，只能将太阳能转化为一种能量形式，功能单一。
鉴于上述问题，近年来一些企业开始了多功能太阳能利用设备的研究和生产，并且也取得了较大的成功，这些发明创造在一定程度上实现了将太阳能转换成其他多种能量形式，但是，这些太阳能利用设备对太阳能的利用效率都比较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够实现光电转换、光热转换、热电转换和光诱导进行流体净化的多功能太阳能利用系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种多功能太阳能利用系统，包括将太阳光转换成电的光电转换模块、将热能转换成电的热电转换模块、流体加热模块和流体净化模块；其中，所述热电转换模块包括太阳能电池组件和储电元件，太阳光照射在所述电池组件将光能转换成电能；所述热电转换模块包括温差发电片，且该温差发电片安装在所述太阳能电池组件的背板上。
作为优选，所述温差发电片通过导热硅胶安装在所述太阳能电池组件的背板上，太阳能电池组件经光照温度升高，进而通过热传递使得所述温差发电片与其接触的一面温度升高。
作为优选，该太阳能利用系统还包括反应器，所述的太阳能电池组件安装在该反应器上，同时，所述流体加热模块和净化模块在该反应器内进行。
作为优选，所述净化模块包括钢化玻璃和TiO2薄膜，所述的钢化玻璃安装于所述反应器的一端，TiO2薄膜位于所述反应器内与钢化玻璃相对应的位置，太阳光可透过该钢化玻璃能够照射在TiO2薄膜上。
作为优选，所述反应器包括用于流体进入的进口和出口，待加热流体从进口处进入反应器内，流体上表面与所述具有温度的温差发电片或者电池组件背板接触，该流体经过加热温度升高。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本系统中，当太阳光照射在光伏板上，可同时实现光电转换、热电转换以及对流体加热的功能，很大程度提高了光能的利用率。
2、本发明中热水循环系统是自循环系统，利用吸热效应，没有使用热水泵，这样更加节约电能。
3、本发明中增加了水净化系统，利用TiO2涂层的光化学反应原理净化水，进一步利用了光能，能有效提高光能的利用效率。
附图说明：
图1为本发明的模块结构示意图。
图2为实施例2的结构示意图；
图中，1-太阳能电池组件，2-温差发电片，3-反应器，4-钢化玻璃，5-TiO2薄膜，6-入水口，7-出水口，8-蓄水箱。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：图1所示为本发明提供的多功能太阳能利用系统的功能模块结构示意图，如图1所示，该多功能太阳能利用系统包括光电转换模块、热电转换模块、吸热模块、净化模块和反应器。
其中，光电转换模块包括太阳能电池组件和储电元件(图中未示出)，所述太阳能电池组件包括太阳能电池板，能够接收太阳光的照射，利用光生电原理将太阳能转换成电能，存储于所述的储电元件中，该储电元件为蓄电池；
所述热电转换模块包括温差发电片和储电元件，如图1所示，该温差发电片通过导热硅胶安装在所述太阳能电池组件的背板上，所述太阳能电池组件在太阳光照射下温度会变高，并且可将热能传递给所述温差发电片，实现热能向电能的转换，最后将该模块所得电能存储于所述储电元件中；
所述吸热模块，其工作原理为：如图1，待加热的流体从图中所示的进口进入所述的反应器，进入该反应器的流体的上表面与所述的带有温度温差发电片或者太阳能电池组件的表面接触，该上表面流体受热温度升高，同时反应器底部流体的温度较低，这样反应器中的流体因温度差而导致密度的不同，产生热虹吸效应，使得反应器中的流体实现自循环；
所述加热模块包括位于反应器中的TiO2薄膜和安装于反应器一端的钢化玻璃，所述的TiO2薄膜和钢化玻璃的位置关系是相互对应的，即要使得太阳光透过该钢化玻璃能够照射到所述TiO2薄膜，根据光催化反应，TiO2薄膜在光照的是能够对流体进行净化处理，经过净化处理后的流体从图1中示出的流体出口流出，最后被储存或者供用户直接使用。
实施例2：本实施例是实施例1基础上的具体应用，本实施例以水作为加热和净化的流体，其工作过程如图2所示，当太阳光照射在太阳能电池组件1时，根据光生电效应将光能转换成电能，并且存储在所述储电元件中(图中未示出)，实现本发明所述的光电转换功能；同时，光照射所述太阳能电池组件时，80％左右的光以热的形式存在于太阳能电池组件1，导致其表面温度升高；位于太阳能电池组件1背面的温差发电片2包括热电转换材料，该热电转换材料以所述太阳能电池组件1为热端，以反应器3里的水流为冷端，这样利用冷热端面温度差使温度发电片2产生电流，将该电流存储于储电元件(图中未示出)中；其中，所述水流由图中所述的水流入口进入所述反应器3，水流进入所述反应器3时，在发生上述所述的利用其作为冷端实现热电转换功能的同时，由于热传导的作用，水流的上表面的温度因受热变高，但是水流底部温度又比较低，这样同种水流因存在温度差而导致密度不同，产生热虹吸效应，使得反应器3中的流体在无外加能量的情况下实现自循环流动；如图所示，所述反应器3的一端安装有透光的钢玻璃4，在反应器3内底部与钢玻璃4相对应的位置安装TiO2薄膜5，太阳光能够透过钢玻璃4照射在该TiO2薄膜5上，TiO2薄膜5在光照下发生催化反应对反应器中的水流进行进化处理，经过净化处理后的水流从水流出口进入蓄水箱供用户使用。
Claims (5)
1.一种多功能太阳能利用系统，其特征在于，包括将太阳光转换成电的光电转换模块、将热能转换成电的热电转换模块、流体加热模块和净化模块；其中，所述热电转换模块包括太阳能电池组件和储电元件，所述热电转换模块包括温差发电片，且该温差发电片安装在所述太阳能电池组件的背板上。
2.根据权利要求1所述的多功能太阳能利用系统，其特征在于，所述温差发电片通过导热硅胶安装在所述太阳能电池组件的背板上。
3.根据权利要求1所述的多功能太阳能利用系统，其特征在于，还包括反应器，所述的太阳能电池组件安装在该反应器上。
4.根据权利要求3所述的多功能太阳能利用系统，其特征在于，所述净化模块包括钢化玻璃和TiO2薄膜，所述的钢化玻璃安装于所述反应器的一端，TiO2薄膜位于所述反应器内与钢化玻璃相对应的位置，太阳光可透过该钢化玻璃能够照射在TiO2薄膜上。
5.根据权利要求3或4所述的多功能太阳能利用系统，其特征在于，所述反应器包括流体进口和出口。
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