[發(fā)明專(zhuān)利]光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210315971.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103684210A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小源;楊康;李東棟;王亮興;方小紅;付苓;李明;李成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H02S10/00
• 分類(lèi)號(hào): H02S10/00;H02S40/22;G02B7/198
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種光譜補(bǔ)償式的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

最近幾年，新能源的利用技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨著世界各國(guó)的大力提倡，利用新能源（例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮堋⒑四艿龋┻M(jìn)行發(fā)電逐漸得到了應(yīng)用。

目前，太陽(yáng)能發(fā)電主要采用光伏發(fā)電和光熱發(fā)電兩種技術(shù)。光伏發(fā)電采用晶體硅太陽(yáng)能電池，砷化鎵太陽(yáng)能電池，以及非晶硅、化合物薄膜電池等的光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。其主要的發(fā)電技術(shù)有晶體硅太陽(yáng)能電站技術(shù)，聚光光伏電站技術(shù)和光伏建筑一體化技術(shù)等幾種。光熱發(fā)電則主要有槽式、塔式和碟式三種形式。各種技術(shù)在全球都已經(jīng)出現(xiàn)了一些工程實(shí)例，但是因?yàn)槌杀締?wèn)題一直未能得到大規(guī)模推廣。

在眾多的太陽(yáng)能電池種類(lèi)中，疊層太陽(yáng)能電池一直保持著最高的光電轉(zhuǎn)換效率（多結(jié)的砷化鎵電池理論效率更超過(guò)50％），所以聚光太陽(yáng)能發(fā)電多采用疊層太陽(yáng)能電池作為疊層太陽(yáng)能電池件。疊層太陽(yáng)能電池獲得高性能疊層電池的關(guān)鍵問(wèn)題是解決疊層太陽(yáng)能電池各結(jié)之間的電流匹配，但是該問(wèn)題在電池生產(chǎn)和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過(guò)程中一直較難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有利用疊層太陽(yáng)能電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)中各結(jié)之間因入射光譜不均所引起的電流失配問(wèn)題。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題及其他問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括：反射鏡組，包括具有全太陽(yáng)光譜反射功能的全光譜反射鏡與對(duì)特定譜段的太陽(yáng)光具有反射作用的半反射鏡兩種；疊層太陽(yáng)能電池，設(shè)置在一載體上且受光面朝向所述反射鏡組用于吸收經(jīng)由所述反射鏡組反射過(guò)來(lái)的太陽(yáng)光并將所述太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能和熱能；所述疊層太陽(yáng)能電池為包括至少兩個(gè)p-n結(jié)的多結(jié)太陽(yáng)能電池；所述疊層太陽(yáng)能電池表面配有可以反映照射到其太陽(yáng)光譜情況的探測(cè)器，并將獲得的信號(hào)反饋輸出；管理控制裝置，與所述疊層太陽(yáng)能電池和所述反射鏡組相連，用于根據(jù)從所述疊層太陽(yáng)能電池反饋輸出的光電轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)分別控制所述反射鏡組中的全光譜反射鏡及半反射鏡調(diào)整反射角度以對(duì)所述疊層太陽(yáng)能電池中電流輸出較弱的子電池進(jìn)行聚光和/或光補(bǔ)償；電力裝置，與所述疊層太陽(yáng)能電池相連，用于接收所述疊層太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的電能并將所述電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。

在本發(fā)明的光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述反射鏡組中的全光譜反射鏡及半反射鏡均包括反射鏡和對(duì)應(yīng)配置、以驅(qū)動(dòng)所述反射鏡調(diào)整跟蹤太陽(yáng)光的反射角度的跟蹤裝置。所述反射鏡組中的反射鏡采用一維、準(zhǔn)一維、二維以及準(zhǔn)二維的跟蹤方式中的任一種來(lái)跟蹤太陽(yáng)光。所述反射鏡為平面鏡或曲面鏡。所述半反射鏡為反射光譜與疊層太陽(yáng)能電池需要補(bǔ)償?shù)墓庾V互補(bǔ)的光伏組板，或者表面采用鍍反射膜的方式實(shí)現(xiàn)其對(duì)特定頻譜的光起到反射功能的反射鏡。

在本發(fā)明的光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述疊層太陽(yáng)能電池表面的探測(cè)器反饋輸出的光電轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包括電流失配信號(hào)，所述探測(cè)器將電流失配信號(hào)反饋至所述管理控制裝置，所述管理控制裝置輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)半反射鏡對(duì)所述疊層太陽(yáng)能電池輸出電流較弱的相應(yīng)結(jié)進(jìn)行光補(bǔ)償。

在本發(fā)明的光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述疊層太陽(yáng)能電池采用Ⅲ-Ⅴ族化合物疊層電池、硅基疊層電池、或銅銦鎵硒疊層電池。所述疊層太陽(yáng)能電池為一個(gè)獨(dú)立且完整的太陽(yáng)能電池器件。所述疊層太陽(yáng)能電池由多個(gè)分立的電池單元組成，所述電池單元之間采用串聯(lián)和/或并聯(lián)連接方式。所述電池單元內(nèi)置有探測(cè)器，用于探測(cè)到達(dá)所述電池單元表面的太陽(yáng)光和補(bǔ)償光的強(qiáng)度。所述探測(cè)器為太陽(yáng)能光譜探測(cè)器或者與所使用電池單元具有相同疊層結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)電池，得出反應(yīng)所使用電池表面的入射光狀況的數(shù)據(jù)輸出至管理控制裝置。所述電池單元是由一個(gè)到多個(gè)電池子單元組成，所述電池子單元之間采用串聯(lián)和/或并聯(lián)連接方式。

本發(fā)明提供的光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要是利用光學(xué)補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)對(duì)疊層太陽(yáng)能電池中輸出電流較低的結(jié)進(jìn)行補(bǔ)償，解決電流匹配的問(wèn)題，提高疊層太陽(yáng)能電池的能量輸出。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的光譜補(bǔ)償式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施方式中的功能框圖。

圖2為圖1中疊層太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。