[發(fā)明專利]一種不同禁帶光伏電池級聯的熱光伏系統及其熱能回收方法

在審

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• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108365795A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 周志軍;張彥威;楊衛(wèi)娟;黃鎮(zhèn)宇;王智化;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02S10/30
• 分類號: H02S10/30;H02S40/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種不同禁帶光伏電池級聯的熱光伏系統及其熱能回收方法。包括進氣口、燃燒腔，所述燃燒腔內設置有輻射器及光伏電池組件；光伏電池組件固定在燃燒腔內壁面上，在燃燒腔沿燃料及燃燒產物流動的方向上分段布置禁帶寬度依次遞減的光伏電池組組件及與相應光伏電池組件匹配的輻射器,所述輻射器設置在光伏電池組件遠離燃燒腔壁面的一側，且所述的輻射器和光伏電池組件之間由濾波裝置或真空層隔開。由于本系統利用多種不同禁帶電池分級利用燃燒器中不同波段的輻射能，能源利用高，提高了傳統熱光伏系統的系統效率。

技術領域

本發(fā)明涉及熱光伏供電領域，尤其涉及一種不同禁帶光伏電池級聯的熱光伏系統及其熱能回收方法。

背景技術

偏遠地區(qū)、野外的供電方案一般有太陽能供電、柴油發(fā)動機供電和蓄電池發(fā)電幾種。其中太陽能供電裝置體積大、單位面積的能量轉換效率低，而且具有陰雨天氣或夜晚無法正常供電的缺陷；柴油發(fā)電機組則存在能耗大、安全性低、布線復雜、體積龐大不易攜帶和對野外復雜環(huán)境適應性不加等缺陷；而蓄電池發(fā)電則存在續(xù)航短、野外環(huán)境充電困難及重量較大的缺陷。

因此，有必要提供一種便攜式、能量密度高、環(huán)境適應性強且續(xù)航持久的野外供電系統

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種不同禁帶光伏電池級聯的熱光伏系統及其熱能回收方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術方案如下:

一種不同禁帶光伏電池級聯的熱光伏系統，包括進氣口、燃燒腔，所述燃燒腔內設置有輻射器及光伏電池組件；光伏電池組件固定在燃燒腔內壁面上，在燃燒腔沿燃料及燃燒產物流動的方向上分段布置禁帶寬度依次遞減的光伏電池組組件及與相應光伏電池組件匹配的輻射器,所述輻射器設置在光伏電池組件遠離燃燒腔壁面的一側，且所述的輻射器和光伏電池組件之間由濾波裝置或真空層隔開。所述分段級聯的輻射器在不同分區(qū)吸收來自燃燒器的熱能，并向所述相應匹配的光伏電池組件釋放熱輻射，所述光伏組件吸收所述熱輻射并將其轉換為電能。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的燃燒腔內壁面可以部分或全部布置光伏電池組件。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的燃燒腔腔壁面上設置有散熱裝置。散熱裝置可以設置在燃燒腔腔壁表面上，也可以通過在生產燃燒腔腔壁時，即在器壁內部設置冷卻管道。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的光伏電池組件共兩段；沿燃料及燃燒產物流動的方向依次為硅光伏電池組件、銻化鎵電池組件。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的光伏電池組件共三段；沿燃料及燃燒產物流動的方向依次為硅光伏電池組件、銻化鎵電池組件、銻砷化銦鉀電池組件。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述輻射器為稀土氧化物輻射器、光子晶體輻射器或超材料輻射器。輻射器的作用是減少低于或過度高于光伏電池組件禁帶的光子被電池組件吸收

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的進氣口處設置有多孔介質帽；所述的多孔介質帽為由不銹鋼及銅粉末構成；多孔介質帽呈倒置的V型結構，V型開口正對燃料進氣方向；所述的多孔介質帽的孔隙大小為1-100mm。多孔介質帽的目的是增大反應面積、實現回熱，并有利于液膜蒸發(fā)

作為本發(fā)明的進一步改進，所述的燃燒腔中填充多孔介質，所述多孔介質為SiC、氧化鋁或兩者的混合物。填充多孔介質的目的是使燃燒腔的溫度分布均勻并達到輻射要求。

所述熱光伏系統的熱能回收方法包括如下步驟：

預混后的燃料通過進氣口進入燃燒腔燃燒，在燃燒腔沿燃料及燃燒產物流動的方向上分段布置禁帶寬度依次遞減的光伏電池組組件及與相應光伏電池組件匹配的輻射器；燃燒腔溫度隨燃料及燃燒產物流動的方向逐漸降低；