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

背景技術(shù)：

1、太陽能是太陽內(nèi)部氫原子核聚變釋放出的能量，太陽的核聚變反應預計還將持續(xù)幾十億年，對于人類來說，太陽能可謂是取之不盡、用之不竭的能源，是一種可再生新能源。只要太陽存在，就會源源不斷地向地球輸送能量，這種可再生的特性使得太陽能在能源供應的可持續(xù)性上具有巨大優(yōu)勢，相較于煤炭、石油等化石能源，不會面臨枯竭的問題。

2、而太陽能光伏板就是能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能的裝置，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心組件，太陽能光伏板發(fā)電可以減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放，且無論是在沙漠、海洋還是偏遠地區(qū)，都可以進行光伏板的安裝，在交通、農(nóng)業(yè)、通訊和工業(yè)領(lǐng)域都有大量應用。太陽能光伏板的轉(zhuǎn)換效率是衡量光伏板性能的關(guān)鍵指標，轉(zhuǎn)換效率越高，能夠降低經(jīng)濟成本，減少土地資源的占用率，現(xiàn)有技術(shù)“一種聚光光伏太陽能裝置”(公布號：cn102790112b)公布了一種能夠解決光伏電池散熱問題的光伏板聚光結(jié)構(gòu)，其通過反射鏡結(jié)構(gòu)將太陽光反射到光伏電池上，同時設(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)問題：

3、1、太陽能利用效率不高?，F(xiàn)有技術(shù)是通過利用聚光反射鏡將太陽光反射到光伏電池上，由光伏電池將太陽光的能量轉(zhuǎn)化為電能，因此非常依賴于太陽光的強度，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，因此整個反射裝置在設(shè)計和安裝上更加復雜，且由于光伏電池體積較小，還需要精確計算反射鏡的角度、位置和尺寸，以確保太陽光能夠準確地反射到光伏電池上，加大設(shè)計成本和難度，而且復雜的系統(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)問題，可能會影響整個光伏系統(tǒng)的正常運行，可靠性不高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

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

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

3、所述太陽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)換是收集太陽光的輻射能并通過與物質(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光聚焦到光伏電池上就屬于光熱轉(zhuǎn)換的應用；而光電轉(zhuǎn)換是直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能加以利用，如光伏板就是最常見的就是光電轉(zhuǎn)換的應用。而這兩種方式各有優(yōu)缺點，光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、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，其安裝難度成本會提升，因此發(fā)明人欲構(gòu)思一種能夠?qū)烧呋パa的方案，來實現(xiàn)即能提高轉(zhuǎn)換效率、也能降低成本的太陽能利用系統(tǒng)。而由于兩者在太陽能轉(zhuǎn)換原理上不同，如何將兩者進行結(jié)合是本發(fā)明的難點；而發(fā)明人從兩者的技術(shù)原理上出發(fā)，其共同點是都需要先接收太陽光后，再對太陽能以不同的方式進行能量轉(zhuǎn)換，于是發(fā)明人想到需要在接收太陽光的同時，既能直接進行光電轉(zhuǎn)換，也能進行光線聚焦反射進行光熱轉(zhuǎn)換，而光電轉(zhuǎn)換最容易的方式是采用光伏板，剩下的問題就是如何讓光伏板也能實現(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)明人思考對光伏板的形狀進行改進，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，又不會造成光污染，完美的將光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩者結(jié)合，降低成本的同時有效提升能源轉(zhuǎn)換效率。

5、有益效果：

6、1、提升太陽能的利用效率。本發(fā)明中圓錐形狀的光伏板一方面接收太陽光，直接將太陽能轉(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，從而依靠太陽光的熱輻射加熱油箱內(nèi)的導熱油，高溫的導熱油可驅(qū)動動力轉(zhuǎn)換部件工作，動力轉(zhuǎn)換部件對熱能進行回收利用，將熱能進一步轉(zhuǎn)化為機械能或進行制冷、制熱、發(fā)電等多種應用場合。而油箱中的導熱油可以作為一種熱能儲存介質(zhì)；在光照充足時，導熱油吸收并儲存大量的熱能；當光照不足(如夜晚、陰天等)時，儲存的熱能可以繼續(xù)驅(qū)動動力轉(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，實現(xiàn)對太陽能更充分的利用，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柲苻D(zhuǎn)換效率由20％提升至40％多，提升倍率達到一倍以上，從而有效將太陽能的綜合利用效率達到98％，避免能源的浪費，使太陽能得到充分利用。

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，通過反射聚光與幾何結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計，實現(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，光伏板和斯特林發(fā)動機同時工作，增加發(fā)電總量；在光照較弱時，動力轉(zhuǎn)換部件可以利用儲存的熱能繼續(xù)發(fā)電，兩種發(fā)電模式相互補充，使系統(tǒng)在不同的光照條件下都能保持相對穩(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)簡潔、成本低。該系統(tǒng)將太陽能收集、熱能存儲與動力轉(zhuǎn)換功能集成在一個相對緊湊的結(jié)構(gòu)中，圓錐形狀的光伏板既承擔了收集太陽能并將其反射聚焦到油箱的功能，又可利用自身進行一定的光伏發(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裝置，還通過內(nèi)部循環(huán)的導熱油與動力轉(zhuǎn)換部件相連，實現(xiàn)了熱能到機械能的轉(zhuǎn)換。這種高度集成的設(shè)計避免了多個獨立系統(tǒng)之間復雜的連接和協(xié)同工作，使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡潔，有效節(jié)約成本。

9、進一步，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柟庖砸?guī)則的方式反射出去，反射的光線攜帶的能量被引導到油箱上，加熱其中的導熱油，為斯特林發(fā)動機提供熱能，這種熱量的定向傳輸實現(xiàn)了太陽能的梯級利用，將原本可能使光伏板溫度升高的熱量有效收集起來用于熱發(fā)電，提高了太陽能的綜合利用效率。

11、進一步，所述動力轉(zhuǎn)換部件包括斯特林發(fā)動機。

12、有益效果：斯特林發(fā)動機可以使用多種類型的熱源，對燃料的要求不苛刻，既可以燃燒傳統(tǒng)的化石燃料，也能利用太陽能等清潔能源和廢熱，在本系統(tǒng)中斯特林發(fā)動機能將導熱油的熱能轉(zhuǎn)化為機械能或者進行制冷、制熱、發(fā)電等多種應用場合，有效提升適用性。

13、進一步，所述油箱與斯特林發(fā)動機連通的管路上還設(shè)有熱油循環(huán)泵。

14、有益效果：熱油循環(huán)泵能夠提供動力，使油箱內(nèi)的導熱油在管路中快速循環(huán)流動。當太陽能收集單元將太陽光反射并聚集到油箱上，加熱了導熱油后，循環(huán)泵可以及時將高溫導熱油輸送到斯特林發(fā)動機，同時把從斯特林發(fā)動機返回的低溫導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、高效地從油箱傳遞到斯特林發(fā)動機，減少了熱量在傳遞過程中的損失，提高了熱量傳遞的效率。

15、進一步，所述油箱位于光伏板反射光線的焦點區(qū)域。

16、有益效果：將油箱設(shè)置在光伏板反射光線的焦點區(qū)域，為能夠?qū)⒋罅康奶柟鈺珳实貐R聚到油箱上，使得油箱能夠接收到高強度的太陽輻射，從而加熱油箱內(nèi)的導熱油，減少了光線散射到其他區(qū)域而造成的能量損失，提高整個系統(tǒng)對太陽能的捕獲和轉(zhuǎn)化能力。