專利名稱：光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽能的方法及其裝置，具體的說是光電光 熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電是可再生能源的重要組成部分。但目前光伏電池 組建能商品化的產(chǎn)品以單、多晶硅系列產(chǎn)品為主，光電轉(zhuǎn)換率低，一
般只有12 15%，高的18%左右。光伏電池的實(shí)際光電轉(zhuǎn)換率還要低 很多。
硅光電池發(fā)電成本高，光電轉(zhuǎn)換效率低，可以通過以下幾個(gè)措施 來改善第一個(gè)是改變硅光電池本身的品質(zhì)；第二個(gè)是利用太陽能跟 蹤的方法；第三個(gè)是能過聚光反射的方法。限制硅光電轉(zhuǎn)換效率提高 的主要技術(shù)障礙是電池表面柵線和電池表面復(fù)合損失等。要提高硅 光電池本身光電轉(zhuǎn)換效率很難。當(dāng)今，國內(nèi)外研究人員曾試圖利用聚 光反射增加光電池表面的光幅照強(qiáng)度來提高光電池的光電轉(zhuǎn)換效率， 但由于隨著幅照強(qiáng)度的增加，光電池的表面工作溫度將同步增加，使 電池的開路電壓降低，致使光電轉(zhuǎn)換效率不能同步增加，至今有關(guān)降 低光電池組件表面工作溫度的研究尚不能商品化、產(chǎn)業(yè)化。在光熱利 用上，雖然涌現(xiàn)不少關(guān)于太陽能研究和實(shí)踐，但光熱、光電的同步轉(zhuǎn) 換在概念和實(shí)踐上都未有進(jìn)展，極待突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)， 提出一種可增加硅光電池組件工作面的輻照強(qiáng)度，有效降低硅光電池組件表面的工作溫度，成倍提高硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率，使太陽能 的熱能得到有效利用的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法及 其裝置。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是
光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法，包括以下步驟
(1) 利用CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射增加硅光電池表面的 光幅照強(qiáng)度，使硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高；
(2) 在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方采用循環(huán)的冷卻介質(zhì)降低硅 光電池工作面的溫度，使硅光電池工作面的溫度保持在正常工作溫度 范圍之內(nèi)；
(3) 將換熱后的冷卻介質(zhì)存儲后進(jìn)行工業(yè)或生活利用，達(dá)到光電、 光熱同體同步轉(zhuǎn)換，高效利用太陽能的目的。
光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的裝置，包括至少一個(gè)CPC復(fù) 合拋物面聚光鏡，每一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的底面設(shè)有由硅光電 池單體組裝并封裝好的帶有連接導(dǎo)線的硅光電池組件，CPC復(fù)合拋物 面聚光鏡的下方緊密結(jié)合有熱交換裝置，熱交換裝置的周邊設(shè)有保溫 材料。
熱交換裝置為換熱片、換熱管或換熱盒。CPC復(fù)合拋物面聚光鏡 的聚光比是3 8。 CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的上方和側(cè)面設(shè)有連接為一 體的玻璃板，可以保護(hù)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡和硅光電池組件表面不 被污染。CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的拋物面由金屬板、塑料板、玻璃、 玻璃鋼壓制而成，或由陶瓷、粘土坯燒結(jié)模壓而成。
通過CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射，光經(jīng)反射聚集后全部集 中在硅光電池組件工作面上以提高光電效率，高效利用太陽能。通過 CPC復(fù)合拋物面聚光鏡反射增加硅光電池組件輻射強(qiáng)度同時(shí)，硅光電池組件表面工作溫度增加，開路電壓下降，在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡
的下方采用熱交換裝置有效地降低硅光電池組件工作面的工作溫度， 提高光電池轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，通過熱交換裝置進(jìn)行熱交換后的冷 卻介質(zhì)又可得到利用，使太陽能的熱能得到有效利用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過光電、光熱結(jié)合，利用CPC復(fù)合拋 物面聚光反射，增加硅光電池組件的幅照強(qiáng)度，并通過熱交換裝置， 利用冷卻介質(zhì)對硅光電池組件表面冷卻降溫，從而成倍增加了硅光電 池組件工作面的輻照強(qiáng)度，有效降低了硅光電池組件表面的工作溫 度，不但成倍提高硅光電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還使太陽能的 熱能得到有效利用，達(dá)到光電、光熱同體同步轉(zhuǎn)換，高效利用太陽能 的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具體為(l)采用CPC復(fù)合拋物面聚光鏡反射增 加硅光電池組件的光輻照強(qiáng)度，CPC聚光鏡無須跟蹤，結(jié)構(gòu)簡單，成
本低廉，并有效成倍的降低了硅光電池的用量，減少了發(fā)電成本；(2) 在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方采用熱交換裝置，并采用水或氣等循 環(huán)冷卻介質(zhì)，有效降低了硅光電池組件工作面的工作溫度，大大提高 硅光電池組件轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，從而降低了投資成本，提高了光 電利用的經(jīng)濟(jì)效益，有利于硅光電池的推廣應(yīng)用；(3)拓展了硅光電池 的應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明可代替磚、瓦應(yīng)用住宅建筑的屋面和墻體，可若 干組件串、并聯(lián)組成光伏電站方陣，也可組件單元應(yīng)用直接作為電源， 實(shí)現(xiàn)了住宅建筑利用太陽能同步同體供電供熱的目標(biāo)。


圖1是本發(fā)明向陽面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明背陽面的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例是光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法及其裝置， 本發(fā)明的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法包括以下步驟
(1) 利用CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射增加硅光電池表面的 光幅照強(qiáng)度，通過CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射，光經(jīng)反射聚集 后全部集中在硅光電池組件工作面上，使硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率提 高；
(2) 在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方采用循環(huán)的冷卻介質(zhì)降低硅 光電池工作面的溫度，使硅光電池工作面的溫度保持在正常工作溫度 范圍之內(nèi)，冷卻介質(zhì)可以是氣或水，即采用氣冷或水冷的方式使硅光 電池工作面的溫度得到降低，不至于使硅光電池工作面的溫度不斷提 高而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低；
(3) 將換熱后的冷卻介質(zhì)存儲后進(jìn)行工業(yè)或生活利用，例如加熱后 的水可以用于人們的日常生活，使太陽能的熱能得到有效利用，達(dá)到 光電、光熱同體同步轉(zhuǎn)換，高效利用太陽能的目的。
本實(shí)施例的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的裝置的向陽面 的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2是其背陽面的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是其側(cè)視圖。 光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的裝置由多個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚 光鏡1組成，每一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1的底面都設(shè)有硅光電池 組件2, CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1的聚光比是3 8，硅光電池組件2 由硅光電池單體組裝并封裝好，其帶有連接導(dǎo)線，用于連接蓄電池等， 用于發(fā)電。CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1的下方緊密結(jié)合有熱交換裝置3， 本實(shí)施例的熱交換裝置是循環(huán)水管4，上方接有進(jìn)水管，下方接有出 水管，在循環(huán)水管4的周邊設(shè)有保溫材料5，起到保溫作用。CPC復(fù) 合拋物面聚光鏡l的上方和側(cè)面設(shè)有連接為一體的玻璃板6，可以保護(hù)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1和硅光電池組件2表面不被污染。CPC復(fù) 合拋物面聚光鏡1的拋物面由金屬板、塑料板、玻璃、玻璃鋼壓制而 成，或由陶瓷、粘土坯燒結(jié)模壓而成，上面涂有反光材料。
本實(shí)施例的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的裝置在具體使 用時(shí)，通過CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1的聚光反射，光經(jīng)反射聚集后全 部集中在硅光電池組件2工作面上以提高光電效率，高效利用太陽 能。通過CPC復(fù)合拋物面聚光鏡1反射增加硅光電池組件2輻射強(qiáng)度 同時(shí)，硅光電池組件2表面工作溫度增加，開路電壓下降，在CPC復(fù) 合拋物面聚光鏡1的下方采用循環(huán)水管4有效地降低硅光電池組件2 工作面的工作溫度，提高光電池轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，通過熱交換后 的水又可得到利用，使太陽能的熱能得到有效利用，達(dá)到光電、光熱 同體同步轉(zhuǎn)換，高效利用太陽能的目的。
本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用同等替換或等效變換形成 的技術(shù)方案均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法，其特征在于包括以下步驟(1)利用CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射增加硅光電池表面的光幅照強(qiáng)度，使硅光電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高；(2)在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方采用循環(huán)的冷卻介質(zhì)降低硅光電池工作面的溫度，使硅光電池工作面的溫度保持在正常工作溫度范圍之內(nèi)；(3)將換熱后的冷卻介質(zhì)存儲后進(jìn)行工業(yè)或生活利用。
2. 如權(quán)利要求1所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方 法，其特征在于所述冷卻介質(zhì)是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方 法的裝置，其特征在于包括至少一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡，所述每一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的底面設(shè)有由硅光電池單體組裝并封 裝好的帶有連接導(dǎo)線的硅光電池組件，所述CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的 下方緊密結(jié)合有熱交換裝置，所述熱交換裝置的周邊設(shè)有保溫材料。
4. 如權(quán)利要求3所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方 法的裝置，其特征在于所述熱交換裝置為換熱片、換熱管或換熱盒。
5. 如權(quán)利要求3所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法的裝置，其特征在于所述CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光比是3 8。
6. 如權(quán)利要求3所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方 法的裝置，其特征在于所述CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的上方和側(cè)面設(shè) 有連接為一體的玻璃板。
7.如權(quán)利要求3所述的光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法的裝置，其特征在于所述CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的拋物面由金屬板、塑料板、玻璃、玻璃鋼壓制而成，或由陶瓷、粘土坯燒結(jié)模壓而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用太陽能的方法及其裝置，是光電光熱同體同步轉(zhuǎn)換利用太陽能的方法及其裝置，包括至少一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡，每一個(gè)CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的底面設(shè)有由硅光電池單體組裝并封裝好的帶有連接導(dǎo)線的硅光電池組件，CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方緊密結(jié)合有熱交換裝置，熱交換裝置的周邊設(shè)有保溫材料。通過CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的聚光反射，光經(jīng)反射聚集后全部集中在硅光電池組件工作面上以提高光電效率，在CPC復(fù)合拋物面聚光鏡的下方采用熱交換裝置有效地降低硅光電池組件工作面的工作溫度，提高光電池轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，通過熱交換裝置進(jìn)行熱交換后的冷卻介質(zhì)又可得到利用，使太陽能的熱能得到有效利用。
文檔編號H02N6/00GK101442281SQ20081023431
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者徐誦舜 申請人:徐誦舜