[發明專利]利用通過平面鏡均勻地收集的光線和通過直接接觸的冷卻法的太陽光發電裝置及方法

有效

• 申請號: 201480046743.0
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN105473952B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 千大植
• 申請（專利權）人: 金美愛
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;H02S20/32;H02S40/42;H01L31/054;H02S40/20;H02S30/10;F24S30/40
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李艷;臧建明

目的：本發明是涉及利用光電效應的太陽能發電裝置及方法的技術，本發明的技術目的在于提供通過結合高價的太陽能電池板和相對低廉的附加裝置(平面鏡、太陽跟蹤裝置、冷卻單元)來從相同面積的太陽能電池板產生更多的電力的裝置及方法。構成：所述太陽能發電裝置包括：框架(Frame)；太陽能電池板(Photovoltaic Panel)，布置于所述框架上，使得受光面在背向太陽的狀態下與太陽光入射方向垂直；至少兩個平面鏡(Mirror)，布置于所述框架上，將入射的太陽光反射到所述太陽能電池板的受光面；轉動機構(Rotation mechanics)，跟蹤太陽光，使所述框架雙軸旋轉，使得太陽能電池板的受光面與太陽光入射方向垂直；及柱子(Post)，支撐所述框架和所述轉動機構(Rotation mechanics)。

技術領域

本發明的技術目的在于提供具有工業實用性的太陽光發電方法及裝置。尤其，本發明的技術目的在于提供通過結合太陽光的收集、太陽光跟蹤、太陽能電池板的冷卻來降低太陽光發電成本，從而，不依靠政府的補貼政策，也能夠與火力發電或原子能發電等以往的發電方式競爭的太陽光發電技術。

背景技術

愛因斯坦發現光電現象已經有1個多世紀，且美國NASA所開發的太陽能電池被利用于人造衛星已經有半個多世紀。從數十年前起廣為人知的基于太陽能電池的發電事業作為收益型自立事業還是不成功的。主要理由是因為太陽能電池板的高價格。在2013年4月目前太陽能電池板被報告為以大約1$/1W的價格可被供給。在韓國的情況下，電力供應價格被報告為大約0.1$/KWh，而對1MW級太陽能電池發電設備所需的太陽能電池板的購買價格和年間電氣產生量(電力銷售)進行比較如下(在韓國的情況下，在按年計算平均后換算，結果被報告為通過一天平均3.5時間左右接受1KW/m²的太陽光而可以進行太陽光發電)。

1MW級太陽能電池板價格:1,000,000$；1$/1W

1MW級太陽能電池板的年間發電量(年間產生的電力價格)：1MW×3.5h×365日＝1,277.5MWh/1年(127,750$/1年)

即，為了僅購買太陽能電池板的費用需要投入在7.8年間的電力銷售收入，而考慮到其他附帶費用(被報告為，除了土地費外，還需要投入大約相當于太陽能電池板價格的費用)，目前太陽光發電事業不太有吸引力。例外地，商業上電力定價為高且日射量豐富的意大利、夏威夷等幾個地區被報告為達到電網平價(Grid Parity)。(Grid Parity:商業上電力價格和太陽光發電成本變得相同的時點；在韓國的情況下，電力供應價格相對低，因此難以達到電網平價。)

目前包括韓國的各國政府試圖通過FIT、RPS等來開發太陽光發電產業，但因財政負擔而有限制。因此，需要確保在商業上可自生的太陽光發電技術，這就是說，在太陽光發電領域需要降低電力產生成本的技術。

重要的是，通過現有的面積的太陽能電池板產生更多的電力。為此，進行提高太陽能電池的光電變換效率的試圖、通過抑制太陽能電池模塊的溫度上升來提高太陽光發電效率的試圖、通過聚光而提高相對于費用的電力產生的試圖、低價的太陽能電池板產生試圖等。

與本發明的技術思想最接近的現有技術是應用聚光和冷卻的太陽光發電技術。

圖1a～圖1d為與利用收集的太陽光發電技術有關的以往公開的專利技術的代表圖。按序分別示出JP 2009-545186A(圖1a)、JP 2003-536244 A(圖1b)、JP 2009-533841 A(圖1c)、JP 2009-545877 A(圖1d)專利的代表圖。圖1a、圖1b、圖1c都采用透鏡或球面鏡，因此，依然包括下述的現有技術的問題(參照下述的“技術方案”的“1.利用平面鏡的聚光”部分)。雖然圖1d在將平面鏡利用于聚光的方面與本發明的內容有關，但在圖1d中所示的結構下是難以實現本發明要求的高水平的聚光。