[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

本申請公開了一種高效聚光的光伏發電設備，該光伏發電設備包括光伏區域和熱電區域，其中光伏區域中的半導體光伏電池可以將太陽光中的光能轉換成電能，熱電區域中的半導體熱電電池可以將太陽光中的熱能轉換成電能。在光伏發電設備溫度過高的情況下，半導體光伏電池發電效率低，而且還有半導體光伏電池損壞的危險。因此可以通過液晶透鏡關閉光伏區域的透光，使得半導體光伏電池盡快散熱后繼續工作，而半導體熱電電池正好利用高溫時太陽光的熱能進行電能轉換，從而提高整體光伏發電設備的發電效率。

技術領域

本申請涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種高效聚光的光伏發電設備和方法。

背景技術

人類社會的飛速進步是建立在化石能源技術高速發展的基礎之上的，現在每年對以石油、煤炭、天然氣為主的化石能源的需求還在不斷增加。但是地球上的這類能源是有限的，按照現在消耗速度化石能源將在21世紀中葉被消耗殆盡。同時伴隨著這類化石能源的使用對人類和自然環境產生了大范圍的嚴重影響。因此綠色無污染且可再生的新能源將取代現有能源成為未來能源系統的基礎。其中太陽能被認為是未來人類社會最合適最理想的替代能源。

光伏技術就是一種很好的方法，通過聚焦陽光提高電池表面的能流密度可以顯著的提高電池的轉換效率，同時減少了晶體硅太陽能電池的用量，降低了生產成本。

但是，將陽光聚焦到電池表面時會帶來大量的熱量，提高電池的溫度，降低電池的發電效率，甚至在溫度過高時損壞電池元件。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本申請提供一種高效聚光的光伏發電設備和方法，包括光伏區域和熱電區域，其中光伏區域中的半導體光伏電池可以將太陽光中的光能轉換成電能，熱電區域中的半導體熱電電池可以將太陽光中的熱能轉換成電能。在光伏發電設備溫度過高的情況下，半導體光伏電池發電效率低，因此可以通過液晶透鏡關閉光伏區域的透光，使得半導體光伏電池盡快散熱后繼續工作，提高整體光伏發電設備的發電效率。

第一方面，本申請公開了一種高效聚光的光伏發電設備，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。

可以理解，本申請公開了一種高效聚光的光伏發電設備，該光伏發電設備包括光伏區域和熱電區域，其中光伏區域中的半導體光伏電池可以將太陽光中的光能轉換成電能，熱電區域中的半導體熱電電池可以將太陽光中的熱能轉換成電能。在光伏發電設備溫度過高的情況下，半導體光伏電池發電效率低，而且還有半導體光伏電池損壞的危險。因此可以通過液晶透鏡關閉光伏區域的透光，使得半導體光伏電池盡快散熱后繼續工作，而半導體熱電電池正好利用高溫時太陽光的熱能進行電能轉換，從而提高整體光伏發電設備的發電效率。

作為一種可選的實施方式，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。

可以理解，該金屬散熱肋結構為剛性材料制成，可以為發電箱增加與外部冷空氣的接觸面積，使得在封閉的發電箱體內部所產生的熱量順利地向外部排出，起到較好的散熱作用。

作為一種可選的實施方式，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。