[發明專利]太陽能光分解應用系統

無效

• 申請號: 200910008049.0
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101498511A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 汪烈生
• 申請（專利權）人: 汪烈生
• 主分類號: F24J2/06
• 分類號: F24J2/06;C02F1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能光分解應用系統。

背景技術

眾所周知，太陽光由紅外線、可見光、紫外線組成，其中的熱量來源主要 由22％的紅外線提供，紫外線粒子性較強，能使各種金屬產生光電效應；普通硅 電池吸收紫外線和大部分可見光產生光電效應，但紅色光不能。

太陽能的應用通常分為二種形式：一種為光熱，另一種為光伏。光熱利用 其最大價值是聚熱發電，而光伏發電其未來的發展趨勢是聚光光伏發電。聚熱 發電其中的熱量來源主要由22％的紅外線提供，而大部分可見光和7％紫外線卻 沒有很好的被利用。光伏發電是利用硅電池吸收紫外線和大部分可見光產生電 流，而其中的紅外線和紅色光卻沒能利用。

新成立的美國西奧尼克斯公司正在制作一種新型硅材料，這種被稱作“黑 硅”的材料能夠捕捉幾乎全部日光。公司總裁斯蒂芬·塞勒說：“它就像一塊吸 光海綿，可見光和紅外線都能吸收，這種材料能夠提高光的使用效率。”制作黑 硅的方法是把普通硅放在充滿六氟化硫氣體的封閉空間內，然后用飛秒激光器 的強力脈沖去轟擊硅。這一過程可以把硅的表面變粗糙，在上面腐蝕出無數微 小的錐體。西奧尼克斯公司與哈佛大學的研究員仍然在研究為什么同等光照下 的黑硅比普通硅產生更多的電流，有理論認為這一原理叫作光電導增益現象。 在普通硅中，每個光子會導致一個電子被釋放到電流中。但在新材料中，每個 光子會導致許多電子進入電流，于是電流強度增加了二三百倍。

黑硅的光電效率高，但其制造成本也高。在一個太陽光強下使用實際上是 大材小用，應采用幾十至幾百倍的光強照射黑硅發電；但太高的聚光比，其中 的長波紅外線可能會使黑硅產生高溫反而降低光電轉化效率，因此很有必要將 太陽光中的紅外線分解出去用于聚熱發電，這樣可以大幅提高光能的密度即成 千上萬倍的光能(可見光和紫外線)照射黑硅電池發電，這顯然會產生更多的 電流和減少電池用量。

倘若能將太陽光分解應用，其光能的利用效率必將大大提高。而小面積的 分解是沒有經濟價值的，只有大面積在沙漠上采集陽光分解應用才有價值。利 用碟形拋物面鏡、透鏡等聚光器配置二維跟蹤系統即可獲得點聚焦采集陽光， 聚焦的陽光通過微型透鏡整合即可平行入射光纖中，之后并束至一根管狀光纖 中轉輸。二維跟蹤采集陽光成本太高，一種新型的免跟蹤球透鏡陣列聚光器可 望大幅降低采集陽光成本。

根據二氧化碳(或蒸餾水)吸收紅外線特性，可設計一種新型的紅外線吸 收裝置分解陽光。其設計原理：將高壓二氧化碳充入一種鏡面通道紅外線吸收 裝置內，二氧化碳吸收紅外線轉化成熱能，通過導熱介質導熱油傳遞給水，水 吸收熱能產生蒸汽推動汽輪機發電。而透過高壓二氧化碳的可見光、紫外線通 過管狀光纖傳輸至聚光光伏系統處發電或樓層農場。(紫外線不利于植物的生 長，只需在一小段管狀光纖中鍍上一層熒光粉涂層，熒光粉吸收紫外線發出可 見光)。

鏡面通道紅外線吸收裝置其結構特征：鏡面通道兩端設有鏡片，鏡片上鍍 有防反射涂層；高壓二氧化碳填充在鏡面通道與鏡片的空腔內。鏡面通道為承 壓式大口徑銅管，內壁鍍有反射膜，外壁設有導熱肋片。鏡面通道外層為帶隔 熱層儲油器，儲油器通過絕熱油管與水箱連接，絕熱油管上設有油泵。

太陽光分解應用應屬于最優化、最高效的，只有這樣才有可能與煤電成本 相抗衡！

發明內容

本發明在于提供一種太陽能光分解應用系統。

本發明是這樣實現的：

一種太陽能光分解應用系統，其核心部件為：鏡面通道紅外線吸收裝置。 由鏡面通道、高壓二氧化碳、鏡片組成，其中：鏡面通道為承壓式大口徑銅管， 內壁鍍有反射膜，外壁設有導熱肋片。

一種太陽能光分解應用系統，其中：鏡面通道兩端設有鏡片，鏡片上鍍有 防反射涂層；高壓二氧化碳填充在鏡面通道與鏡片的空腔內吸收紅外線。

一種太陽能光分解應用系統，由點聚焦采集陽光裝置如：碟形拋物面鏡、 透鏡、或免跟蹤球透鏡陣列等聚光器，在沙漠上大面積采集陽光；且并束至一 根大口徑管狀光纖中傳輸，之后被鏡面通道紅外線吸收裝置分解應用。其中： 紅外線被高壓二氧化碳吸收用于聚熱發電或海水淡化。

一種太陽能光分解應用系統，其中：透過高壓二氧化碳的可見光、紫外線 用于聚光光伏發電。