[实用新型]高效率低成本太阳能热电联产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用装置，特别涉及一种高效率、低成本、全谱段充分利用太阳能的热电联产系统。

背景技术

石油、天然气、煤炭等矿物燃料，是不可再生的一次能源，其储藏量有限，按现在开采量计算，几十年后就会被开采耗尽，由于一次能源供应紧张，价格不断攀升，已经成为国际社会共同关注的重大问题，为了应付一次能源的短缺，世界各国都在积极寻求开发新的能源并进行高效利用，其中最受重视的是太阳能发电。

地球上40分钟接收到的太阳能，如果全部利用，就够全世界一年的能源消耗。地面可以接收到的太阳辐射光谱范围主要在300-2300nm，300nm以下的紫外线和2300nm以上的红外线大部分被大气层吸收了。而300-380nm的紫外线对光伏电池有一些负面作用，380-400nm的短波可见光对光伏电池的量子效率很低，所以在使用光伏电池的发电系统里，人们一般主要考虑400-2300nm的太阳光谱的利用。

目前的太阳能发电技术，大多数采用的是非聚光的光伏电池板(太阳能电池板)，这种方式采集一平方米的太阳光需要一平方米的光伏电池，造成发电成本较高，限制了它的大规模推广。

如果利用聚光器把阳光汇聚成点状光斑，对光伏电池板的光照密度可以提高400倍以上，不但使光伏电池的使用面积减少400倍以上，而且光伏电池的光电转换效率可以在原来的基础上提高绝对值5％左右，实现太阳能低成本、高效率发电。

但是太阳光经过汇聚之后，能量密度极大提高，焦斑处的温度高达几百度，由于晶体硅光伏电池的光电转换效率在25度之后随着温度的升高呈线性递减，长期高温还可能减少晶体硅光伏电池的寿命。因此，寻找一种成本低廉、方法简单、效果良好的降低光伏电池表面温度的方法，并在降低温度的同时把这部分热也转化为高品位电能，使太阳能的综合利用率和能源品位达到最大化，成为太阳能聚光发电能否高效率低成本的关键技术，现有技术对光伏电池的冷却成本较高，方法较复杂；没有采用热电转换器件来进一步提高发电效率，总体的性价比还缺乏竞争力，无法用大规模太阳能聚光发电替代火力发电，向千家万户推广。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种高效率低成本太阳能热电联产系统，根据光伏电池的光电转换灵敏区特性，采用与之匹配的热媒，分谱段利用太阳能，使太阳光谱的全谱段相应地用来发电或用来产热，没有浪费，加上采用光伏电池和热电转换器件同时发电，极大提高了太阳能的总体利用率和产能的品味，由于采用简单热媒在产热的同时对光伏电池滤热，结构简单、成本低廉、效果良好。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高效率低成本太阳能热电联产系统，包括跟踪器、聚光器、吸热滤光器、光伏电池，其特征是：吸热滤光器壳体由金属薄板制成，吸热滤光器壳体的前面和后面分别设置有前、后透明窗口板，前、后透明窗口板之间的距离为10-120mm，前、后透明窗口板对于波长为400-2300nm的太阳光线平均内透射比大于80％/cm，前透明窗口板朝向聚光器，聚光器与吸热滤光器的位置关系是：聚光器的焦点落在吸热滤光器的中轴线上，聚光器的焦点与吸热滤光器的中心之间的距离范围是+90mm至—90mm，吸热滤光器内腔中盛装有流体形态的热媒，该热媒对于波长为400-760nm的可见光，平均透射比大于85％/cm，对于波长为1150-2300nm的红外光，平均吸收比大于20％/cm，在后透明窗口板的背面设置有电池匣仓，该电池匣仓内装有光伏电池，所述光伏电池与后透明窗口板之间相隔一定距离。

所述吸热滤光器侧壁外表面设置有热电转换器件，热电转换器件的外侧设置有散热器，热电转换器件的吸热端与吸热滤光器的侧壁紧密接触，热电转换器件的放热端与散热器的吸热端紧密接触。

所述光伏电池固接在电池匣仓的后端板上，在电池匣仓后端板的背面设置有热电转换器件，热电转换器件的背面设置有散热器，热电转换器件的吸热端与电池匣仓的后端板紧密接触，热电转换器件的放热端与散热器的吸热端紧密接触。

所述光伏电池固接在电池匣仓的后端板上，在电池匣仓后端板的背面设置有散热器，该散热器的吸热端与电池匣仓的后端板紧密接触。

所述热电转换器件的材质是氧化铝、钴锑合金、铌酸钴、方古矿、碲化铋基、碲化钴基、钴酸钙基氧化物中的一种。