1.本实用新型属于热能工程及新能源领域，具体涉及太阳能与燃气天然气互补热光伏蒸汽产生供热系统。
背景技术：
2.作为中低温热源，太阳能最广泛的利用方式为热利用，主要包括太阳能集热与供热。然而太阳能受时域，地域及气候条件影响大，其供给并不稳定，因此将太阳能与燃料能量通过合理的技术设计形成互补则是实现太阳能实际应用的的关键手段，能够节省化石能源，有效控制污染物排放。
3.另一方面，传统电能生产主要通过热动力转化装置，包括各类动力循环发动机，这些装置都包含转动部件，噪音高，体积大，参数小型化困难，不利于在实际应用中，为供热系统的运行提供电能。
4.热光伏是直接将热能转化为电能的新兴技术，主要包括燃烧室，发射器，滤波器及光伏电池组成。通过燃料燃烧产生的热能加热辐射器产生高温热辐射再经过滤波器过滤可用波段，返回不可转化波段，从而使得适合光伏电池的光谱辐射进入电池产生电能。该技术无转动部件，无噪音。而且可以根据实际功率需求来调整热光伏装置的面积，参数调整更加灵活。将热光伏技术引入太阳能与燃料互补供热系统中作为维持其运行的电能的来源，具有切实的创新性以及重要的应用价值。
技术实现要素：
5.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，实现全天候供热。
6.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.本实用新型首先提供了一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，其包括蓄热式太阳能集热系统，热光伏供电系统和蒸汽产生系统；
8.所述蓄热式太阳能集热单元包括通过介质管道依次连接形成第一介质循环回路的太阳能集热器、混合式蓄热器以及变频泵；
9.所述热光伏供电系统由主热光伏装置和辅助热光伏装置组成；主热光伏装置和辅助热光伏装置均包括热光伏燃烧室、光伏电池、选择性滤波器和选择性辐射器；燃烧室外壁设置有选择性辐射器，所述光伏电池环绕燃烧室外壁布置，选择性滤波器设置在所述选择性辐射器与光伏电池之间，所述光伏电池与蓄电池连接；
10.所述蒸汽产生系统包括通过介质管道依次相连形成第二介质循环回路的混合式蓄热器、1级热交换器、2级热交换器、3级热交换器、蒸汽发生器、循环泵，以及补充燃烧室，所述第一介质循环回路和第二介质循环回路在混合式蓄热器内换热；其中1级热交换器通过烟气流道连接主热光伏装置的烟气出口，2级热交换器连接辅助热光伏装置的烟气出口，3级热交换器连接补充燃烧室的烟气出口，第二介质循环回路中的高温导热油在蒸汽发生
器中加热给水以产生蒸汽。
11.优选的，所述的热光伏燃烧室内设有燃烧器，使用天然气作为燃料，燃烧室和燃烧器采用316不锈钢制作。
12.优选的，所述热光伏燃烧室为六棱柱结构，其外壁覆盖选择性辐射器，所述光伏电池围绕燃烧室六棱柱壁面平行布置，所述选择性滤波器在电池表面前方平行布置。
13.优选的，所述选择性滤波器选用周期性光子晶体薄膜。
14.优选的，所述光伏电池为gasb光伏电池。
15.优选的，所述的蓄电池包括两组，两组蓄电池可独立充放电。
16.优选的，所述1级热交换器、2级热交换器、3级热交换器均为管壳式换热器，烟气与导热工质进行逆流换热。
17.优选的，所述太阳能集热器为槽式抛物镜集热器。
18.本实用新型综合利用了太阳能及天然气化学能，相对于单独依靠天然气燃烧的系统，能够显著降低燃料的消耗量，降低污染物排放。相对于单独依靠太阳能的系统，能有效保证系统能源输入的持续性，实现系统的持续稳定运行。
19.本实用新型创新性地引入热光伏装置为供热系统的运行提供能量输入，与传统热动力发电技术相比，热光伏装置无转动装置，噪音小，结构简单，有利于系统小型化，为系统的实际应用提供技术保障。
20.本实用新型设置主辅两级热光伏装置，可满足系统在不同条件下用电需求。本实用新型中热光伏剩余烟气继续加热导热介质，形成了热电联产效果，符合能量梯级利用的原理。
附图说明
21.图1是一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统图；
22.图2是热光伏装置的示意图。
23.图中：槽式太阳能集热器1、混合式蓄热器2、变频泵3、主热光伏装置4、辅热光伏装置5、补充燃烧室6、1号热交换器7、2号热交换器8、3号热交换器9、蒸汽发生器10、循环泵11、给水12、蒸汽13、燃料与空气14；热光伏燃烧室15；选择性辐射器16，选择性滤波器17；光伏电池18；冷却系统19。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1和2所示，本实用新型首先提供了一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，其包括蓄热式太阳能集热系统，热光伏供电系统和蒸汽产生系统；
26.所述蓄热式太阳能集热单元包括通过介质管道依次连接形成第一介质循环回路的太阳能集热器1、混合式蓄热器2、变频泵3；
27.所述热光伏供电系统由主热光伏装置4和辅助热光伏装置5组成；主热光伏装置和
辅助热光伏装置均包括热光伏燃烧室15、光伏电池18、选择性滤波器17和选择性辐射器16；热光伏燃烧室15外壁设置有选择性辐射器，所述光伏电池环绕燃烧室外壁布置，选择性滤波器设置在所述选择性辐射器与光伏电池之间，所述光伏电池与蓄电池连接；
28.所述蒸汽产生系统包括通过介质管道依次相连形成第二介质循环回路的混合式蓄热器1、1级热交换器7、2级热交换器8、3级热交换器9、蒸汽发生器10、循环泵11，以及补充燃烧室6，所述第一介质循环回路和第二介质循环回路在混合式蓄热器内换热；其中1级热交换器通过烟气流道连接主热光伏装置的烟气出口，2级热交换器连接辅助热光伏装置的烟气出口，3级热交换器连接补充燃烧室的烟气出口，第二介质循环回路中的高温导热油在蒸汽发生器中加热给水以产生蒸汽。
29.在本实用新型的一个具体实施例中，所述的太阳能集热器1采用槽式太阳能集热器，其接收并汇集的太阳辐射能量，反射到位于焦线的真空集热管上，真空集热管吸收太阳辐射能量并转化为管内导热油工质的热能，导热介质采用thermo60导热油，中高温的导热油通过001入口流进混合式蓄热器，增加里面导热油的热量，而在混合式蓄热器另一端，通过变频泵从002出口抽出中温导热油，重新进入太阳能集热器从而形成循环。
30.所述的混合储热器2里的中温导热工质通过004号出口依次进入1号热交换器，2号热交换器以及3号热交换器，通过主热光伏装置余热烟气加热之后循环流到蒸汽发生器加热给水从而产生一定温度、压力的蒸汽。
31.所述热光伏燃烧室15为六棱柱结构，其外壁覆盖安装选择性辐射器16，所述选择性滤波器17及光伏电池18与围绕燃烧室的壁面平行布置。燃烧室采用耐高温的316不锈钢制作，燃烧室内部涂碳化硅以提高发射率，燃烧室的壁面与光伏电池平行，光伏电池选用截止波长为1.8μm的锑化镓电池，光伏电池的配套部件还包括蓄电池组，充放电控制器等储电装置，生产电能用于维持系统的循环泵，集热器以及控制系统的运行。选择性辐射器为稀土氧化物辐射器或超材料辐射器；选择性滤波器则采用一维周期性硅/二氧化硅光子晶体薄膜型过滤器。通过选择性辐射器以及选择性滤波器的调节作用，可选择波长小于1.8μm的光谱辐射。电池冷却通道为平行板结构，通道内设置扰流翅片以提高换热强度。冷却通道应通过管路连接冷却介质循环系统，冷却介质为水，所述冷却水通道为蛇形管设计，布置于电池背面以保持电池温度在20-30℃之间，从而保持较高的效率。
32.在一个具体的实施例中，当太阳光照充足时，第一介质循环回路中进入混合式蓄热器的导热工质温度控制在150-230℃，当导热工质温度高于230℃时，调节变频泵输出功率至最小，当混合式蓄热器入口导热工质温度低于210℃时，调节变频泵输出功率至最大；当光照不足时，混合式蓄热器进口导热工质温度较低，当检测到导热工质温度小于150℃，调节变频泵输出功率至最小。
33.在第二介质循环回路中，当混合式蓄热器出口温度低于200℃时，开启主热光伏装置以提供热量，当混合式蓄热器出口温度高于230℃时，关闭主热光伏装置。
34.当蒸汽发生器进口处导热工质温度低于200℃，说明处于夜间或者太阳辐射量不足，此时如果蓄电池电量高于50％，则启动补充燃烧室向第二介质循环回路提供热量，若蓄电池电量不高于50％时，开启辅助热光伏装置，辅助热光伏装置提供热量的同时补充蓄电池的电力，当蓄电池电量达到90％时，关闭辅助热光伏装置，开启补充燃烧室向第二介质循环回路提供热量。这样的操作下，整个热光伏供热系统可以提供稳定的热能，也可尽量减少
甚至完全避免外部电力的使用，达到自维持的可能。
35.工作时，通过调节热光伏供电系统及补充燃烧室保证进入蒸汽发生器的导热工质温度不低于200℃，当蒸汽发生器入口处监测导热工质温度达到220℃，可按照补充燃烧室、辅助热光伏装置、主热光伏装置的优先级顺序降低燃气流量或进行关闭，从而最终保持蒸汽发生器进口热油温度在200-230℃之间，蒸汽发生器产生100℃的蒸汽。
36.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。