[發明專利]一種基于光電-光熱聯用的液流電池儲能系統

在審

• 申請號: 202110259809.6
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112865701A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 馮浩;奚文靜;劉東;張瑩;李強
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02S40/38
• 分類號: H02S40/38;H02S40/22;H01M16/00
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

1.一種基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：包括光譜分頻單元(1)、光伏電池(2)、液流電池(3)、聚光單元(4)，所述光譜分頻單元(1)用于透射太陽光的紫外-可見光波段的光譜、反射紅外光波段的光譜，經光譜分頻單元(1)透射的紫外-可見光直接照射到所述光伏電池(2)表面進行發電，而反射的紅外光則通過聚光單元(4)進行聚光；光伏電池(2)通過導線或者導電涂層與液流電池(3)連接，驅動液流電池(3)內的氧化還原反應；

所述液流電池(3)包括電解池槽體(25)、陽極電解液儲液罐(5)、陰極電解液儲液罐(6)、循環泵(7,8)，所述電解池槽體(25)包括陽極腔室(26)和陰極腔室(32)，所述陽極腔室(26)內和陰極腔室(32)內均設置有多孔光熱轉化材料(13,14)，所述多孔光熱轉化材料(13,14)的主體為多孔骨架(47)，所述主體內設置有多個相互連通的孔道(48)，所述多孔骨架(47)的外表面和內部孔道(48)的表面上均設置有光熱轉化層(46)，所述光熱轉化層(46)能夠將來自聚光單元(4)的紅外光轉換為熱能；所述電解池槽體(25)的外殼為透光材料，經聚光單元(4)聚光獲得的光斑透過電解池槽體(25)的外殼照射在多孔光熱轉化材料(13,14)上。

2.如權利要求1所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述光譜分頻單元(1)采用光譜分頻器，所述聚光單元(4)采用聚光器，所述多孔光熱轉化材料(13,14)為多孔光熱轉化板。

3.如權利要求1或2所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述多孔骨架(47)的材質為泡沫金屬或多孔碳材料，所述光熱轉化層(46)的材料為黑色二氧化鈦、碳納米管或活性炭；所述電解池槽體(25)的外殼的材質為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸脂，所述聚光單元(4)采用菲涅爾透鏡。

4.如權利要求1所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述液流電池(3)的陽極腔室(26)上設置有陽極電解液進口(34)和陽極電解液出口(35)，所述陽極電解液進口(34)與陽極電解液儲液罐(5)通過陽極進液管(9)連接，所述陽極電解液出口(35)與陽極電解液儲液罐(5)通過陽極出液管(11)連接；所述液流電池(3)的陰極腔室(32)上設置有陰極電解液進口(36)和陰極電解液出口(37)，所述陰極電解液進口(36)與陰極電解液儲液罐(6)通過陰極進液管(10)連接，所述陰極電解液出口(36)與陰極電解液儲液罐(6)通過陰極出液管(12)連接；所述陽極進液管(9)和陰極進液管(10)上均設置有循環泵(7,8)；所述電解池槽體(25)內設置有分隔膜(29)、陽極(28)和陰極(30)，所述分隔膜(29)將電解池槽體(25)分隔為陽極腔室(26)和陰極腔室(32)。

5.如權利要求1所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述光伏電池(2)包括正極端口(23)和負極端口(24)，光伏電池(2)為硅基太陽能電池、III-V族疊層太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、全有機太陽能電池中的一種或者幾種電池的串聯系統，所述正極端口(23)通過導線(15)與液流電池(3)的陽極(28)連接，所述負極端口(24)通過導線(16)與液流電池(3)的陰極(30)連接。

6.如權利要求5所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述光伏電池(2)為單晶硅太陽能電池，所述光譜分頻單元(1)采用能透過1100nm以下紫外-可見-近紅外光譜，反射1100nm以上紅外光譜的光譜分頻器。

7.如權利要求6所述的基于光伏-光熱聯用的液流電池儲能系統，其特征在于：所述單晶硅太陽能電池包括從上往下依次設置的鋼化玻璃層(17)、彈性保護層(18)、單晶硅電池片(20)、反射膜(22)，所述單晶硅電池片的正面設置有正電極(19)，背面設置有負電極(21)。