[发明专利]光电光热一体化太阳能转换方法、装置和太阳能利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及能量转换领域，尤其涉及光电光热一体化太阳能转换方法、装置和太阳能利用系统。

背景技术

目前，将太阳能转换成热能并加以利用的装置，例如太阳能热水器已比较成熟；将太阳能转换成电能并加以利用的装置，例如太阳能光伏发电装置也已比较成熟。传统的太阳能热水器和太阳能光伏发电装置是两个分立的实体，独立地完成各自既有功能。然而，对于传统的太阳能光伏发电装置，除了少量太阳能转换为电能，大部分的太阳能转换成热能被空气带走而白白浪费，能量转换率或利用率不是很高。

针对分立的太阳能转换装置能量转换率或利用率较低的问题，业界提出将太阳能转换成热能的光热转换装置和将太阳能转换成电能的光电转换装置一体化。一种现有技术中非聚焦型光电光热一体化方法是在普通光伏电池的背面安装水冷换热装置并通以冷却水。将上述冷却水循环利用直至变热，再将变热的冷却水加以利用。为了提高光热利用的效率，上述冷却水也要被储存在保温水箱中，对水泵和管路也要采取保温措施。这种一体化方式可以在不影响发电效率的前提下，额外回收大部分的热能。

一种现有的聚焦型一体化方法是：采用阵列式聚光透镜(即由若干聚光透镜组成的一个阵列)将太阳光聚集成阵列式的光斑，将这些光斑投射到对应的光伏电池上，这些光伏电池分别接受光斑的照射后，将太阳能转换成电能。在光电转换过程中，光伏电池会发热，即产生一定的热能，必须通过水冷的方式将热能导出，即在光伏电池的背面安装水冷换热装置并通以冷却水。将上述冷却水循环利用直至变热，再将变热的冷却水加以利用。为了提高光热利用的效率，上述光伏电池被安装在一个保温箱的底部内侧，而上述阵列式聚光透镜被用做为该保温箱的透明箱盖。并且，上述冷却水被储存在保温水箱中，对水泵和管路也要采取保温措施。

然而，上述现有的一体化方法实施时有如下缺陷：阵列式聚光透镜包含若干聚光透镜，其制作难度大，成本较高，此其一；阵列式聚光透镜对放置光伏电池的保温箱体还具有玻璃罩板的作用，在阳光照射下，会引起透镜板翘曲变形，使得聚焦的光斑散乱，影响光伏电池的发电效率，此其二；其三，由于一个聚光透镜必须与一个光伏电池配套使用，所以光伏电池也必须排列成相应的光伏电池阵列，使得保温箱底部的尺寸与阵列式聚光透镜的总面积相当，从而使保温箱体的尺寸无法减小，一体化装置的成本仍然较高。

发明内容

本发明实施例提供光电光热一体化太阳能转换方法、装置和太阳能利用系统，以降低转换装置的成本和提高转换效率。

本发明实施例提供一种光电光热一体化太阳能转换方法，包括：采用一个聚光器件将太阳光聚集成一亮带；在一个类人工黑体内将所述亮带携带的太阳能转换成电能并生成热能。

本发明实施例提供一种光电光热一体化太阳能转换装置，包括：一个聚光器件，用于将太阳光聚集成一亮带；一个类人工黑体，用于将所述亮带携带的太阳能转换成电能并生成热能。

本发明实施例提供一种太阳能利用系统，包括：一个聚光器件，用于将太阳光聚集成一亮带；一个开有一狭缝的类人工黑体，所述狭缝用于使所述亮带照射进所述类人工黑体；一块与所述狭缝正对的光伏电池，用于将所述亮带携带的太阳能转换成电能并由此产生热量；一导热器件，用于传导所述光伏电池将所述亮带携带的太阳能转换成电能时产生的热量；一安置在所述导热器件和所述类人工黑体的外壳之间的保温体；一导电介质，用于导出所述光伏电池转换所得电能；一冷却器件，与所述导热器件连接，用于冷却所述导热器件以吸收所述光伏电池将所述亮带携带的太阳能转换成电能时产生的热量。

从上述本发明实施例可知，由于在类人工黑体内，光伏电池可以反复将其中的反射能量和辐射能量转换成电能和热能，只有极少量能量从类人工黑体的狭缝溢出，因此，本发明实施例提供的光电光热一体化太阳能转换方法提高了太阳能的转换率和利用率，并且，由于是将太阳光聚集成亮带，大大减少了光伏电池的数量，从而降低了使用该转换方法的装置的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种光电光热一体化太阳能转换方法基本流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种光电光热一体化太阳能转换方法基本流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种光电光热一体化太阳能转换装置的截面图；