[發明專利]一種高效聚光的光伏發電設備和方法

在審

• 申請號: 202011148738.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112271983A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張陳樂;林國勇
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: H02S20/20
• 分類號: H02S20/20;H02S40/22;H02S50/10;H01L35/28;H01L35/32
• 代理公司: 重慶卓茂專利代理事務所(普通合伙) 50262
• 代理人: 許沖

1.一種高效聚光的光伏發電設備，其特征在于，包括：

發電箱體，半導體光伏電池、半導體熱電電池、溫度探測器和液晶透鏡；

所述發電箱體包括側面板和底板，所述側面板將所述底板的輪廓包圍設置；所述發電箱體內設置有所述溫度探測器；

所述底板包括光伏區域和熱電區域，所述光伏區域上陣列安裝有相互串聯的所述半導體光伏電池，所述熱電區域上安裝有相互串聯的所述半導體熱電電池；

所述液晶透鏡安裝于所述側面板背離所述底板的一端；所述液晶透鏡在所述底板的正投影區域覆蓋所述光伏區域和所述熱電區域。

2.根據權利要求1所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

所述底板背離所述液晶透鏡的一側設置有金屬散熱肋結構。

3.根據權利要求2所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

所述光伏區域對應的所述底板包括依次層疊的導熱陶瓷層和熱處理層，所述導熱陶瓷層與所述半導體光伏電池接觸，所述熱處理層形成于所述導熱陶瓷層與所述金屬散熱肋結構之間；

所述熱處理層包括熱管散熱系統和填充于所述導熱陶瓷層與所述金屬散熱肋結構之間的絕熱膠材。

4.根據權利要求3所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

所述熱管散熱系統包括U型熱管和液泵；

所述U型熱管包括相互連通的第一直管、彎曲管道和第二直管；所述第一直管平行于所述導熱陶瓷層設置，且與所述導熱陶瓷層接觸；所述第二直管平行于所述導熱陶瓷層設置，且與所述金屬散熱肋結構接觸；

所述第二直管背離所述彎曲管道的一端與所述液泵的入口連通，所述第一直管背離所述彎曲管道的一端與所述液泵的出口連通。

5.根據權利要求4所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

所述U型熱管內存儲有用于散熱的冷媒，所述第一直管作為所述冷媒的蒸發腔，所述第二直管作為所述冷媒的冷凝腔。

6.根據權利要求3所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

半導體熱電電池包括間隔排列的P型半導體柱和N型半導體柱，相鄰設置的所述P型半導體柱和所述N型半導體柱構成一對PN組件，所述PN組件中所述P型半導體柱和所述N型半導體柱的頂部通過頂電極相互連接；一個所述PN組件的所述N型半導體柱與相鄰設置的另一個所述PN組件的所述N型半導體柱的底部通過底電極相互連接；

所述底電極與所述金屬散熱肋結構接觸。

7.根據權利要求6所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于：

所述P型半導體柱和所述N型半導體柱在垂直于所述底板方向上的尺寸一致；

所述P型半導體柱和所述N型半導體柱的間隔距離相等；

所述頂電極和所述底電極的尺寸一致。

8.根據權利要求6所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于，

所述熱電區域對應的底板上涂布有絕熱膠體平坦層，所述絕熱膠體平坦層在垂直于所述底板方向上的尺寸低于所述P型半導體柱和所述N型半導體柱在垂直于所述底板方向上的尺寸。

9.根據權利要求1所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于，

所述溫度探測器設置于靠近所述光伏區域的位置。

10.一種高效聚光的光伏發電方法，所述方法應用于權利要求1至9任一項所述的高效聚光的光伏發電設備，其特征在于，

向所述液晶透鏡傳輸第一電信號，使得液晶透鏡完全透光，所述光伏區域和所述熱電區域均接受陽光照射；

實時接收所述溫度探測器所探測的箱體溫度；

在所述箱體溫度大于預設閾值的情況下，向所述液晶透鏡傳輸第二電信號，使得液晶透鏡與所述光伏區域對應的部分不再透光；

在所述箱體溫度冷卻至所述預設閾值以下的情況下，重新向所述液晶透鏡傳輸第一電信號，使得液晶透鏡完全透光，所述光伏區域和所述熱電區域均接受陽光照射。