一種光電循環(huán)發(fā)電機組的制作方法
【專利摘要】一種光電循環(huán)發(fā)電機組。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】是新能源相關(guān)地節(jié)約資源、低碳節(jié)能環(huán)保等有助于綠色發(fā)展地光驅(qū)發(fā)電技術(shù)裝備的改進創(chuàng)新。所有要解決的技術(shù)問題是將③電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置與④光驅(qū)發(fā)電機組實施技術(shù)對接整合，①電能②光能循環(huán)互動轉(zhuǎn)換。解決上述問題的技術(shù)要點是以電驅(qū)光能發(fā)電替代/舍棄天然太陽光能發(fā)電。主要用途是以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算＞16∶1)地能耗比值，大幅提高輻射光照強度、密度、穩(wěn)定性以及輻射伏轉(zhuǎn)化為電流的光電轉(zhuǎn)換效率，大幅度降低單瓦成本，有效規(guī)避季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響，實現(xiàn)光能發(fā)電機組能夠保障持續(xù)發(fā)電，保障年發(fā)電時數(shù)，精準預(yù)測系統(tǒng)發(fā)電量。
【專利說明】一種光電循環(huán)發(fā)電機組【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本裝置涉及新能源相關(guān)地高端裝備制造、低碳技術(shù)、節(jié)約資源、節(jié)能環(huán)保等有助于綠色發(fā)展地光伏發(fā)電技術(shù)設(shè)備設(shè)施的改進創(chuàng)新。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外光伏電站發(fā)電完全是依賴來自地球外部天體太陽的能源(主要是太陽能)，是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量。其缺陷是:
[0003](I)、太陽輻射的光照能量分布密度小，約100W/m2，需占用巨大面積。
[0004](2)、受季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響大，不能連續(xù)發(fā)電，年發(fā)電時數(shù)較低，平均1300h，精準預(yù)測系統(tǒng)發(fā)電量比較困難。
[0005](3)、光伏系統(tǒng)造價昂貴，系統(tǒng)成本40000~60000元/kW，與常規(guī)電力(煤電、水電)相比，不具有競爭優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本系統(tǒng)裝置通過將【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】與【光驅(qū)發(fā)電機組】實施技術(shù)對接整合，【電能】【光能】循環(huán)互動轉(zhuǎn)換；以電驅(qū)光能發(fā)電【替代】【含棄】天然太陽光能發(fā)電；以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)地能耗比值，大幅提高輻射光照強度、密度、穩(wěn)定性以及輻射光伏轉(zhuǎn)化為電流的光電轉(zhuǎn)換效率，大幅度降低單瓦成本，規(guī)避季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響，實現(xiàn) 光能發(fā)電機組能夠保障持續(xù)發(fā)電，保障年發(fā)電時數(shù)，精準預(yù)測系統(tǒng)發(fā)電量。
[0007]技術(shù)方案
[0008]本系統(tǒng)裝置由具備高光效、高穩(wěn)定性、高密度強光照射的【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】與【光驅(qū)發(fā)電機組】如光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電、光生物發(fā)電、光熱發(fā)電機組及其電驅(qū)光能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即電驅(qū)發(fā)光負載等附件組成。其中，電驅(qū)光能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護系統(tǒng)，負載為系統(tǒng)終端等?！倦娔堋客ㄟ^【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】轉(zhuǎn)換為【光能】，【光能】通過【光驅(qū)發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為【電能】;以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)的能耗比值，持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功。
[0009]本系統(tǒng)裝置是將電驅(qū)光能直接轉(zhuǎn)變成電能的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式，在光化學發(fā)電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。
[0010]此外還有電驅(qū)光熱發(fā)電是先將電驅(qū)光能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一種是將電驅(qū)光熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等。另一種方式是將電驅(qū)光熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，也不是來自太陽能，而是來自電驅(qū)光能。[0011]電驅(qū)光能發(fā)電控制器(光伏控制器和風光互補控制器)對所發(fā)的電能進行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發(fā)的電不能滿足負載需要時，控制器又可把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器還能控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器能夠控制蓄電池不被過度放電，保護蓄電池、控制器的性能和使用壽命及系統(tǒng)的可靠性。
[0012]本系統(tǒng)裝置通過相對極少的高壓電量電能驅(qū)動電驅(qū)強熱聚光照射系統(tǒng)裝置生成高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量【光能】，【光能】通過【光驅(qū)發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為【電能】;以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)的能耗比值，持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功。
[0013]技術(shù)原理
[0014]本系統(tǒng)裝置的【光能】是由【電能】直接轉(zhuǎn)換而來，故具備高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量。
[0015]本系統(tǒng)裝置電驅(qū)光能電池是一對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如:單晶娃，多晶娃，非晶娃，神化嫁，砸鋼銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結(jié)。
[0016]受吉光光電效應(yīng)制衡，當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被娃材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時， 在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的實質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。
[0017]本申請認為:能量守恒定律是相對物質(zhì)自身能量而言，并非絕對一成不變的，其在特定條件下可以轉(zhuǎn)化；當一定能量的物質(zhì)因外力作用發(fā)生物理性、化學性、生物性等結(jié)構(gòu)因質(zhì)質(zhì)變后，其相對能量也會發(fā)生質(zhì)的遞增或遞減。這種能量的遞増或遞減有時具備相當于裂變或聚變般地爆轟效應(yīng)，例如短跑運動員的百米體能極限奔跑速度僅為9.6秒，而人類若借助高鐵、飛機等現(xiàn)代交通工具，便可輕松實現(xiàn)日行千里萬里。
[0018]當電能通過光驅(qū)電動機組產(chǎn)生的電勢，再通過電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置作用于光源時，光源的質(zhì)量便會瞬時轉(zhuǎn)變?yōu)榫弈芄廨椛洳⑨尫艔娏业墓饽埽@種能量還會呈幾何基數(shù)遞
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[0019]由于該光驅(qū)發(fā)電機組在滿負荷運轉(zhuǎn)工況下，采用的是聚能光源，電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置所需的光照能量極其有限、微乎其微，這就使電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置滿負荷運轉(zhuǎn)做功生產(chǎn)光驅(qū)電能所需的電驅(qū)光能也相應(yīng)有限，而有限的電驅(qū)光能僅需相應(yīng)有限的光驅(qū)電能，就可以通過相對極少的電量電能驅(qū)動電驅(qū)強熱聚光照射系統(tǒng)裝置生成高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量光能，并以單元或多組電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置組，同時驅(qū)動或帶動光驅(qū)發(fā)電機組產(chǎn)生光有響應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換成電能而發(fā)電。實現(xiàn)以發(fā)電量遠遠大于用電量的能耗比值(保守估算>16: 1)，循環(huán)往復、以至無窮的電驅(qū)光能與光驅(qū)電能能量互動轉(zhuǎn)換，驅(qū)動光電循環(huán)永動發(fā)電機組持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功，從而以電驅(qū)光能替代舍棄天然光能(太陽能)。
有益效果
[0020]本系統(tǒng)裝置可通過相對極少的高壓電量電能驅(qū)動電驅(qū)強熱聚光照射系統(tǒng)裝置，為光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電、光生物發(fā)電、光熱發(fā)電機組生成并提供高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量地充足地電驅(qū)【光能】。
[0021]本系統(tǒng)裝置能夠以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)地能耗比值，大幅提高輻射光照強度和密度以及光伏轉(zhuǎn)化為電流的光電轉(zhuǎn)換效率，大幅度降低單瓦成本，有效規(guī)避季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響，實現(xiàn)光能發(fā)電機組能夠保障持續(xù)發(fā)電，保障年發(fā)電時數(shù)，精準預(yù)測系統(tǒng)發(fā)電量。
[0022]本系統(tǒng)裝置可將龐大繁鎖地光伏光熱輸變電網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)系統(tǒng)化整為零、條塊分割，不僅極大程度上降低、減少因遠距離超遠距離輸送電流導致地電能損耗，還可能大幅削減建設(shè)高壓超高壓輸變電線路設(shè)施、光伏電站、核電站、天然風力電站、燃煤電站等設(shè)備設(shè)施，必然產(chǎn)生地巨額工程投資。
[0023]本系統(tǒng)裝置若能得到全面推廣應(yīng)用，可能極大提高物理能源(光能)中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換(發(fā)電)效率，僅我國每年就可節(jié)約火電系統(tǒng)標準動力燃煤消費20億噸以上，約合人民幣2萬億元(保守估算)；屆時將可能極大降低人均和單位GDP能耗，可能使人類社會從根本上解決越來越大地資源環(huán)境壓力，擺脫因產(chǎn)能擴大導致地嚴重制約經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展地煤慌、電慌、油荒、氣荒等各種能源危機。
[0024]本系統(tǒng)裝置可能逐步替代燃煤、燃油、燃氣、核能特別是太陽能等發(fā)電技術(shù)，可能預(yù)示伴隨人類社會持續(xù)千百萬年的化石能源時代即將終結(jié)。
[0025]本系統(tǒng)裝置為能源結(jié)構(gòu)配置調(diào)整，特別是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，提供了低能耗、低成本、高效率、高回報率的新的極其廣闊地拓展運營空間。
[0026]本系統(tǒng)裝置具備明顯提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的前景，具有明顯地國際經(jīng)濟競爭能力，可能對國家新能源戰(zhàn)略和分布式能源戰(zhàn)略起到極大地推進作用，起到極大地推進作用，人類社會的歷史進程可能再次發(fā)生顛覆性地巨變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是一種光電循環(huán)發(fā)電機組【光能電能循環(huán)簡要不意圖】；圖2是一種光電循環(huán)發(fā)電機組【光能電能循環(huán)示意圖；圖3是一種光電循環(huán)發(fā)電機組【工藝流程示意圖】。
具體實施方案
[0028](I)、本系統(tǒng)裝置由具備高光效、高穩(wěn)定性、高密度強光照射的③【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】與④【光驅(qū)發(fā)電機組】如光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電、光生物發(fā)電、光熱發(fā)電機組及其電驅(qū)光能電池組件(陣列)、⑤【蓄電池】，⑥【控制器】、逆變器，用戶即電驅(qū)發(fā)光⑦【負載】等附件組成。其中，電驅(qū)②【光能】電池組件和⑤【蓄電池】為電源系統(tǒng)，⑥【控制器】和逆變器為控制保護系統(tǒng)，⑦【負載】為系統(tǒng)終端等。
[0029](2)、①【電能】通過③【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】轉(zhuǎn)換為②【光能】，②【光能】通過④【光能發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為①【電能】；以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)的能耗比值，持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功。
[0030](3)、本系統(tǒng)裝置是將電驅(qū)②【光能】直接轉(zhuǎn)變成①【電能】的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式，在光化學發(fā)電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。[0031](4)、此外還有電驅(qū)光熱發(fā)電是先將電驅(qū)②【光能】轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成①【電能】，它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一種是將電驅(qū)光熱能直接轉(zhuǎn)化成①【電能】，如半導體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等。另一種方式是將電驅(qū)光熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，也不是來自太陽能，而是來自電驅(qū)②【光能】。
[0032](5)、電驅(qū)光能發(fā)電⑥【控制器】(光伏控制器和風光互補控制器)對所發(fā)的①【電能】進行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流⑦【負載】或交流⑦【負載】，另一方面把多余的能量送往⑤【蓄電池】組儲存，當所發(fā)的電不能滿足⑦【負載】需要時，⑥【控制器】又可把⑤【蓄電池】的①【電能】送往⑦【負載】。⑤【蓄電池】充滿電后，⑥【控制器】還能控制⑤【蓄電池】不被過充。當⑤【蓄電池】所儲存的①【電能】放完時，⑥【控制器】能夠控制⑤【蓄電池】不被過度放電，保護⑤【蓄電池】、⑥【控制器】的性能和使用壽命及系統(tǒng)的可靠性。
[0033](6)、本系統(tǒng)裝置通過相對極少的高壓電量①【電能】驅(qū)動電驅(qū)強熱聚光照射系統(tǒng)裝置生成高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量②【光能】，②【光能】通過④【光驅(qū)發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為①【電能】;以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)的能耗比值，持續(xù)做功發(fā) 電并發(fā)電做功。
【權(quán)利要求】
1.一種光電循環(huán)發(fā)電機組。其技術(shù)特征是:通過將③【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】與④【光驅(qū)發(fā)電機組】實施技術(shù)對接整合，①【電能】②【光能】循環(huán)互動轉(zhuǎn)換；以電驅(qū)光能發(fā)電【替代】【含棄】天然太陽光能發(fā)電；以發(fā)電量遠遠高于用電量(保守估算> 16: I)地能耗比值，大幅提高輻射光照強度、密度、穩(wěn)定性以及輻射光伏轉(zhuǎn)化為電流的光電轉(zhuǎn)換效率，大幅度降低單瓦成本，規(guī)避季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響，實現(xiàn)光能發(fā)電機組能夠保障持續(xù)發(fā)電，保障年發(fā)電時數(shù)，精準預(yù)測系統(tǒng)發(fā)電量。包括: (1)、具備高光效、高穩(wěn)定性、高密度強光照射的③【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】與④【光驅(qū)發(fā)電機組】如光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電、光生物發(fā)電、光熱發(fā)電機組及其電驅(qū)②【光能】電池組件(陣列)、⑥【控制器】、⑤【蓄電池】、逆變器、用戶即電驅(qū)發(fā)光⑦【負載】等附件組成，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (2)、具備電驅(qū)②【光能】電池組件和⑤【蓄電池】為電源系統(tǒng)，⑥【控制器】和逆變器為控制保護系統(tǒng)，⑦【負載】為系統(tǒng)終端等，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (3)、具備①【電能】通過③【電驅(qū)發(fā)光系統(tǒng)裝置】轉(zhuǎn)換為②【光能】，②【光能】通過④【光驅(qū)發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為①【電能】，持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (4)、具備將電驅(qū)②【光能】直接轉(zhuǎn)變成①【電能】的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式，在光化學發(fā)電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池,在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (5)、具備電驅(qū)光熱發(fā)電是先將電驅(qū)②【光能】轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成①【電能】，它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一 種是將電驅(qū)光熱能直接轉(zhuǎn)化成①【電能】，如半導體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等，另一種是將電驅(qū)光熱能通過熱機(如汽輪機)帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，也不是來自太陽能，而是來自電驅(qū)②【光能】，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (6)、具備電驅(qū)②【光能】發(fā)電⑥【控制器】(光伏控制器和風光互補控制器)對所發(fā)的①【電能】進行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流⑦【負載】或交流⑦【負載】，另一方面把多余的能量送往⑤【蓄電池】組儲存，當所發(fā)的電不能滿足⑦【負載】需要時，⑥【控制器】又可把⑤【蓄電池】的①【電能】送往⑦【負載】。⑤【蓄電池】充滿電后，⑥【控制器】還能控制⑤【蓄電池】不被過充。當⑤【蓄電池】所儲存的①【電能】放完時，⑥【控制器】能夠控制⑤【蓄電池】不被過度放電，保護⑤【蓄電池】、⑥【控制器】的性能和使用壽命及系統(tǒng)的可靠性，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。 (7)、具備通過相對極少的高壓電量①【電能】驅(qū)動電驅(qū)強熱聚光照射系統(tǒng)裝置生成高光效、高穩(wěn)定性、高輻射光照強度和密度以及高熱量②【光能】，②【光能】通過④【光驅(qū)發(fā)電機組】轉(zhuǎn)換為①【電能】；持續(xù)做功發(fā)電并發(fā)電做功，在一種光電循環(huán)發(fā)電機組中的應(yīng)用。
【文檔編號】H02K53/00GK104038026SQ201410292630
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】匡仲平 申請人:匡仲平