[發明專利]液介透鏡聚焦式光伏發電及熱利用裝置

無效

• 申請號: 200910163361.7
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN101997448A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 梁尚安
• 申請（專利權）人: 梁尚安
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;F24J2/00;F24J2/38;G02B3/00;G02B3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明——液介透鏡聚焦式光伏發電及熱利用裝置：它是用廉價的普通玻璃、經焊接制成透鏡形狀的殼體，在將液體(水或水玻璃等)導光介質填充于殼體內構成的透鏡(簡稱液介透鏡)。用該透鏡聚陽光于光伏電池進行發電并同時收集太陽的熱能，為用戶提供清潔、廉價、高效的電能和熱能供應的裝置(技術)。

隨著我國經濟的持續高速增長，工、農業生產的飛速發展，以及人們生活水平的提高，對能源的需求也在急劇增長。但隨著人類社會能源供需矛盾的加劇和化石能源造成的對環境污染的威脅，對新的二次能源的開發日益迫切。而氫能就是一種人類所期待的二次能源，氫能可以輸送、儲存、大規模生產和可再生利用，同時對環境友好，基本上沒有污染，是理想的車載能源及生產、生活用能源。它的開發和利用受到世界各國的重視，目前世界上95％的氫是通過化石燃料而獲得。這一過程對能源危機和溫室效應沒有實質性的改變。要想從根本上解決這個問題，就必需開發出不依賴化石燃料制氫的新技術。人們都知道水(這里指海水和淡水)是世界上最豐富的物質之一，而利用太陽能水電解制氫將是人類的最佳選擇。因為太陽能是一種清潔的可再生能源，對于人類而言是取之不盡，用之不竭的。為此、本人于2008年設計了一種成本低(指綜合成本和發電成本)、分解效率高、純度高、高度節能(指高壓灌裝儲存過程中的節能)的“太陽能水電解制氫(氧)裝置”，最適合與具有間歇式的太陽能發電(風力發電等)等配合使用，將它門發出的電能，以氫能的方式儲存，能發揮出最佳的效果。雖然水電解制氫在技術上已有了很大的突破，但在水的電解過程中，仍然要消耗大量的電能。因此，要想從根本上解決大規模的廉價制氫問題，關鍵是要解決廉價的發電技術。由于太陽的能量密度低又具有間歇性，使得本來成本就高的現有光伏發電技術，再加上電能的儲存與并網系統帶來的高成本，更是雪上加霜，失去了與常規能源競爭的優勢，而得不到大規模的推廣應用。

一、本發明的目的：

為了解決上述提出的具體問題，本發明的目的是要提供一種成本低、效率高、能對太陽的光能和熱能進行綜合利用的裝置——液介透鏡聚焦式光伏發電及熱利用裝置。為“太陽能水電解制氫(氧)裝置”提供清潔、廉價的電能，同時為用戶提供方便的熱能。

二、現有光伏發電技術所能達到的效果及其不足主要存在以下幾點：

1.效果：

在國際市場上從2004年到2005年底，光伏電池的價格仍然超過3美元/WP(峰值瓦)，并網價格為6美元/W_P，光伏發電系統的平均發電成本為25美分/kW、h為美國常規發電的2倍，是煤電成本的5～8倍，距離美國能源部光伏發電計劃的預測，光伏發電成本至少到2030年以后才可能降低到10美分/KW、h的價格，還有很大的差距。

2、成本與效率：

i、為實現大功率輸出，現有技術的做法是：大量使用光伏電池拼裝成獨立的發電單元，再由若干個獨立的發電單元組成一個大的發電廠。使用這種光伏發電方式的缺點是：土地占用量大、單元成本高，對太陽能的利用率低下，大電流工作，有遭受雷擊的危險。

ii、使用拋物鏡聚焦型或定日鏡聚焦型光伏發電系統，雖然能提高陽光的利用率，但其結構復雜、成本過高、要實現廉價的大規模工業化發電及家庭發化發電、較為困難。

iii、透鏡聚焦型光伏系統，可以把光的強度濃縮幾倍至幾百倍，用較少量的光伏電池，能獲得最大的電能(功率)輸出，這是它的優點。其缺點是：大尺寸的透鏡加工難度大、成本很高。而小尺寸的透鏡加工難度稍小，裝配難度又太大，而且成本高昂。

綜上所述，現有光伏發電技術的幾種方法都有著共同的缺點：成本高、效率低，土地占用量大，都不能做到對太陽能的綜合利用，在加上并網系統的價格太高，無法與常規的火電、核電、水電等能源競爭。

三、本發明與現有光伏發電技術相比較所具有的有益效果，主要有以下幾點：

1、效果：

i、本發明與現有光伏發電技術比較，所具有的最大區別：在于本發明中使用了本人發明的“液介透鏡”。才使得本發明在利用液介透鏡聚光發電時，能做到每一個獨立的發電單元只使用一到兩塊光伏電池，最大限度地減少了使用光伏電池的數量，降低了成本。本發明在降低成本的同時，能把一塊光伏電池的發電效率提高幾倍到幾百倍，還能同時做到對太陽熱能的收集和利用，進一步提高本發明對太陽能的綜合利用的水平和效果。所有這些是現有光伏發電技術所不能的。