一种太阳能光电光热一体化系统实验装置

本发明涉及太阳能光电光热，具体为一种太阳能光电光热一体化系统实验装置。

背景技术：

1、太阳能作为免费的自然能源，其实存在很大的局限性，如何收集到足够的能量并持续用于加热是最重要的关键，在最常见的光电转换和光热转换方式中，两者往往相互独立利用，其中在光电转换过程中，大部分太阳辐射能以热能的形式散发到周围环境中，不仅造成了能量的浪费，还增加了组件的温度，光电效率和温度成负相关，组件的高温降低了组件的发电效率，局部过高的温度还会导致热斑效应，对光伏组件造成严重损坏，为了提高光伏组件的发电效率，要尽可能降低其表面温度，在光伏组件背板上设冷却管道，光电、光热耦合利用，即太阳能光电光热一体化系统(简称pv/t系统)，近年来，国内外分别从光伏组件材质、集热体性能特性、系统光学特性及 光电光热组合方式等方面对pvt系统进行设计研究。通过研究发现，选用不同pv材料、不同的介质、不同的介质管材等，均会影响其发电效率，这就需要对pv/t系统进行实验，从而确定新的pv/t系统的优劣性能；

2、对此，授权公告号为cn108335595a的中国发明专利公开了一种模块式太阳能光电光热一体化系统实验装置，该实验装置包括可调高度支架、带有卡槽或滑道的底座、可自由拆卸的模拟光源模块、可自由组合的聚光模块、光伏模块以及光热模块；所述底座通过螺栓与所述可调高度支架连接；模拟光源模块由光源支架以及安装在光源支架上的可调亮度的灯组构成，光源支架通过螺栓与所述底座连接；光伏模块包括光伏组件以及光伏框架，所述光伏组件通过绝缘胶与所述光伏框架粘合固定；所述光热模块包括水系统流道或空气系统流道及光热模块框架，所述流道通过密封胶与所述光热模块框架粘合固定，但是这类实验装置仍有以下缺陷：

3、在太阳能光电光热一体化系统实验装置中最为关键的一点是模拟太阳光照，目前常用的模拟方式采用亮度可调的多个灯组成，通过改变亮度来模拟不同时期的太阳光照，但是每个位置的光照角度无法调节，位置也无法调节，难以模拟处更复杂的光照环境，影响实验结果。

4、为此我们提出一种太阳能光电光热一体化系统实验装置用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能光电光热一体化系统实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能光电光热一体化系统实验装置，包括座体，所述座体底面四角处垂直固接四个支腿，所述座体顶面四边中心垂直固接四个导向滑柱，四个所述导向滑柱顶端固接顶框，所述座体顶面四角处与顶框底面四角处之间转动连接四个第一丝杆，所述座体与顶框之间滑动设置有太阳光照模拟部件，所述座体顶面开设放置槽，所述放置槽内放置有光电光热模块，所述座体底面设置有介质供给组件，所述座体顶面放置有遮光罩，所述遮光罩内侧顶面接触顶框；

3、所述太阳光照模拟部件包括横板，所述横板四侧中心水平固接四个导向滑套，四个所述导向滑套滑动套接四个导向滑柱，所述横板四角处水平固接四个动力块，四个所述动力块上开设四个第一螺纹套筒，四个所述第一螺纹套筒螺纹套接四个第一丝杆，所述横板上均匀垂直开设多个方口，每个所述方口内设置有一个光照组件；

4、所述方口两侧开设两个滑槽，两个所述滑槽内水平滑动连接两个滑块，两个所述滑块相互靠近一侧固接两个侧板，两个所述侧板之间水平滑动设置滑台，两个所述侧板两端之间水平固接两个滑杆，所述滑台两侧水平开设两个滑孔，两个所述滑孔滑动套接两个滑杆，所述滑台顶面固接电动推杆，所述电动推杆底端固接顶杆，所述顶杆贯穿滑台，所述光照组件设置在顶杆底端，所述顶杆与滑台滑动连接；

5、所述光照组件包括底台，所述底台底面转动连接转板，所述转板底面固接铰座，所述铰座转动连接铰块，所述铰块底面固接椭球面金属反射镜，所述椭球面金属反射镜内侧顶面固接高压短弧氙灯，所述底台内固接第四伺服减速电机，所述第四伺服减速电机转轴端固接转板顶面转轴处，所述铰座侧壁固接第五伺服减速电机，所述第五伺服减速电机转轴端固接铰块转轴处。

6、优选的，所述横板内部位于多个方口端部位置开设多个传动腔，两个所述滑槽内转动连接两个第二丝杆，两个所述滑块上固接两个第二螺纹套筒，所述第二丝杆螺纹连接第二螺纹套筒。

7、优选的，所述传动腔内一端固接第二伺服减速电机，所述第二伺服减速电机转轴端固接动力杆，两个所述第二丝杆端部位于传动腔内并固接两个从动锥齿轮，所述动力杆靠近两个从动锥齿轮位置固定套接两个主动锥齿轮，所述主动锥齿轮啮合连接从动锥齿轮。

8、优选的，两个所述侧板相互靠近一侧水平固接两个支板，两个所述支板底面转动连接两个同步带轮，两个所述同步带轮上套接第二同步带，所述滑台上水平开设通口，所述第二同步带其中一股固接滑台，所述第二同步带另一股穿过通口，其中一个所述支板顶面固接第三伺服减速电机，所述第三伺服减速电机转轴端固接其中一个同步带轮转轴处。

9、优选的，所述座体内部位于放置槽下方位置开设底腔，所述底腔底面四角处转动连接四个从动带轮，四个所述从动带轮位于四个第一丝杆正下方，四个所述从动带轮转轴处顶面固接四个传动杆，四个所述传动杆穿过座体并固接四个第一丝杆底端，所述传动杆与座体转动连接。

10、优选的，所述底腔底面中心转动连接主动带轮，所述底腔一侧底面转动连接两个惰带轮，所述主动带轮、四个从动带轮及两个惰带轮上套接第一同步带，所述底腔中心顶面固接第一伺服减速电机，所述第一伺服减速电机转轴端固接主动带轮顶面转轴处。

11、优选的，所述光电光热模块包括封装框，所述封装框内侧固接保温部，所述保温部两侧固接两个介质管，两个所述介质管顶面之间固接并连通多个介质细管，其中一个所述介质管端部固接并连通进口，另一个所述介质管端部固接并连通出口，所述进口及出口均贯穿封装框，所述封装框放置在放置槽内，所述进口及出口位于放置槽开口端。

12、优选的，所述封装框底面内侧固接背板，所述背板固接保温部底面，所述封装框顶面内侧固接光伏pv部，所述封装框内侧位于光伏pv部底面固接吸收板，所述吸收板底面固接多个介质细管，所述吸收板顶面固接光伏pv部底面。

13、优选的，所述介质供给组件包括固接在座体底面的盒体，所述盒体内部一侧固接液箱，所述盒体内部另一侧固接气罐，所述液箱端部固接并连通排液泵及回液泵，所述排液泵固接并连通第一软管，所述第一软管穿过盒体侧壁，所述第一软管端部固接并连通第一接头，所述回液泵固接并连通第二软管，所述第二软管穿过盒体侧壁，所述第二软管端部固接并连通第二接头，所述液箱侧壁固接并连通加液口，所述加液口位于盒体外部。

14、优选的，所述气罐固接并连通排气泵及抽气泵，所述排气泵固接并连通第三软管，所述第三软管穿过盒体侧壁，所述第三软管端部固接并连通第三接头，所述抽气泵固接并连通第四软管，所述第四软管穿过盒体侧壁，所述第四软管端部固接并连通第四接头，所述气罐侧壁固接并连通加气口，所述加气口位于盒体外部。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明采用太阳光照模拟部件进行日光模拟，太阳光照模拟部件搭载多个光照组件，每个光照组件的水平位置及高度均可调节，并且光照组件采用高压短弧氙灯配合椭球面金属反射镜模拟日光光照，且高压短弧氙灯的光照角度可调，这样每个光照组件的光照高度、光照位置及光照角度均可独立调节，这样可以模拟出更多类型的日光光照类型，使得实验时光照环境更加多样，提高实验结果可靠性。