[發明專利]高效低成本的太陽能電源

無效

• 申請號: 200910153276.2
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102055375A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 范志平;王紅亞
• 申請（專利權）人: 寧波卓奧電子科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及當前世界上最有發展前景的新能源技術，特別是一種高效低成本的太陽能電源是可再生能源的重要組成部分。?

技術背景：

通過太陽能電池將太陽輻射能轉換為電能的發電系統稱為太陽能光伏發電系統，它將太陽的光能直接轉化為電能，產生的電源為直流電，可以直接以直流電的形式應用，也可以用逆變器將其轉換成為交流電，進行應用。也可以用蓄電池等儲能器將電能存放起來，按需隨時釋放使用。預計太陽能光伏發電將發展成重要的供電方式，在世界可持續能源結構中占有重要的比例，廣泛應用于工業、農業、科技、文教、國防和人民生活的各個領域。?

與公共電網相連接的太陽能光伏發電系統是太陽能光伏發電進入大規模商業化發電階段，成為電力工業組成部分的重要方向，是當今世界太陽能光伏發電技術發展的主流趨勢，特別是其中的光伏電池與建筑相結合的聯網屋頂太陽能光伏發電系統，是美、歐、日等眾多國家競相發展的熱點，市場廣闊、前景誘人。?

目前，商品光伏電池的光轉換效率僅10～14％，外用光伏電池發電的成本仍然是其他常規發電方式的幾倍，成本高是制約其廣泛應用的最重要因素，而且通常結構十分復雜，僅使用其電能、大量的熱能沒有充分利用其發電的功能。?

本發明的目的是設計一種聚光和熱能復合的發電裝置，充分利用太陽能的光和熱聯合發電，提高了發電效率，降低了成本，其材料成本低、制造工藝簡單，功率數量級可作為日用電源、商用電源和企業用電源使用，本發明的發電成本可降為6美分/kw.h，可以與市電競爭，進入公共電網。?

本發明是通過以下技術方案實現的：?

根據用電負載的特點可設計分為：①直流系統，②交流系統，③交直流混合系統，其主要區別是系統中是否有逆變器，本發明主要由：太陽能電池方陣、控制器、蓄電池組、逆變器等部分組成太陽能光伏發電系統。為了提高太陽能的利用效率采用太陽能自動跟蹤式聚光發電反射器，高效收集太陽光和其他光使之照射到太陽能電池表面上、大大提高光電池的轉換效率。太陽能電池吸收了具有高能量的光子激發出光生載流子-電子-空穴對，在P-N結兩邊產生異性電荷的積累從而產生光生電動勢、獲得功率輸出把太陽能或其他光能直接轉換成了電能。也可以在太陽能電池的背面接觸之間用真空蒸鍍法沉積一層高反射率的金屬表面(能被光電池吸收并轉換成電能光的波長)，使任何輻射波都容易透過半導體材料進入背表面反射面，它能反射透過電池基本到達背表面的光從而增加了光的利用率。?

研究表明：太陽輻射能轉換成電能的卡諾循環效率可達95％，而目前太陽能電池理論效率的上限僅為33％，這說明太陽能電池的光電轉換效率還有很大的潛力，而造成太陽能電池能量損失的主要因素就是熱損失、溫度對太陽能電池的電輸出性能影響是非常大的，隨著溫度的升高，光電池短路電流增加不大，而開路電壓降低很快，幾乎是呈線性關系，從而使得太陽能電池的轉換效率降低、輸出功率下降。?

太陽能電池在工作的時候必須曝曬在太陽之下、發電時太陽能電池本身也在不斷產生熱量、造成太陽能電池的實際工作溫度都不是標準條件下的25℃、往往比較高、本發明安裝在聚光反射器聚焦點附近的換熱器以水為熱量載體利用太陽能制取熱水(或以空氣為熱量載體制取熱空氣)，換熱器朝向聚光反射器的表面上裝有太陽能電池，光電池與換熱器之間有導熱連接，換熱器裝有進水?口、出水口及溫度控制裝置頂部連接熱交換器，熱交換器向內注入冷水向外排放熱水，按設計要求調諧太陽能電池的工作溫度、提高太陽能電池的電輸出效率。?

本發明由傳熱導體、換能導體、散熱導體、穩恒磁場組成熱能發電器，換能導體的兩個方面分別連接傳熱導體和散熱導體、熱能經傳熱導體傳向換能導體經散熱導體向外散熱、穩恒磁場的方向平行于導體間的連接面、垂直于換能導體中的溫度梯度方向、這樣換能導體上便產生電勢將熱能直接轉化為電能向外輸出或儲存。?

本發明的一種高效低成本太陽能電源具有如下優點：?

1.輸出能量大：發電系統與平板式光電池相比，輸出功率增加60％以上。?

2.降低發電成本：由于聚光發射作用可大幅度提高能量密度，單位面積的太陽能電池可發出更大的電能，因此每瓦電的成本也明顯下降。?

3.優化太陽能電池的工作溫度，提高光電轉換效率及電輸出效率。?

4.構成一個光熱、光電復合發電系統，技術成熟度高、產品質量好、性能卓越，可實現大功率、材料成本低，總體處于先進水平，多個指標領先。?

5.太陽能發電利用率高：既利用太陽能的光轉電能又充分利用其熱能轉電，既是發電裝置又是供應熱及開水的自動鍋爐。?