[发明专利]利用太阳热能的发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用太阳热能的发电系统，更详细地，涉及一种在日照时间内，通过集光镜来使太阳热集中于集热镜，使上述集热镜对储热介质和处于潜热状态的蒸气进行加热，使蒸气具有显热状态，从而借助蒸气的压力喷射来使发电机驱动，而在其他时间内，在收容有储热介质的储热箱，对潜热蒸气进行加热来使发电机驱动，从而能够进行发电。

背景技术

通常，与其他发电方式相比，太阳能作为没有任何大气污染、噪音、发热、振动等公害的清洁能源，太阳能发电具有如下优点：几乎不需要燃料输送及发电设备的维护，且能够自由地选择设置场所、变更设备规模，而且装置的使用寿命长，易于安装。

为了实现发电容量的最大化，如上所述的太阳能发电设备以垂直于太阳的子午线方向的方式跟随太阳的位置，且根据变化其方向的程度，分为太阳跟踪型太阳能电池设备、半跟踪型太阳能电池设备和固定型太阳能电池设备。

首先，作为实现太阳光发电系统的发电效率最大化的方式，跟踪型系统（tracking array）是指，通过动力或机器操作来跟踪太阳的位置，以能够使太阳的直射光线始终以垂直于太阳能电池板的前面的方式入射。

根据跟踪系统的种类，这种自动跟踪型太阳能电池分为基于太阳子午线信息的位置信息编程系统和光传感器自动跟踪系统而被商业化。

接着，半跟踪型系统（semi - tracking array）采用按季节或按月来以上下方向改变太阳能电池的排列倾斜角的位置方式，通常每个季节改变一次排列倾斜角。

上述半跟踪型排列的发电量作为介于固定型与跟踪型之间的程度，与固定型相比，通常带来20%左右的发电量增加率。

在如上所述的发电系统中的固定型系统具有最便宜且稳定的结构，大多应用于较远地区的无设置面积制约的地方，尤其，通常设置在岛屿地区等风速强的地方。

并且，与半固定型系统相比，跟踪型系统作为排列支持方法，虽然发电效率低，但由于安装费用低，而且维修管理所需的人工费及危险少，因此使用率相对高。

除此之外，鉴于地上缺乏可安装面积的地形特性，使用了通过光伏建筑一体化系统（BIPV：Building Integrated Photovoltaic System）来向消费者供给借助太阳能来生产的电力的方法，但相对于建筑物的形状或模样，这种方法存在局限性，因此，需要持续开发出更为有效的太阳光集光技术。

并且，使用于上述太阳光发电系统的太阳能电池模块（Photovoltaic Module）主要以平板型构成，在上述平板型太阳能电池模块中，具有规定大小（例如：125㎜×125㎜）的光伏电池（Photovoltaic Cell）串联，来形成能够生产已设定的单位电压的单位太阳能电池串（string）；接着，以串联或并联方式连接规定个数的太阳能电池串（string），来生产所需的电力（＝电流×电压）。

因此，若太阳光照射，则平板型太阳能电池模块借助构成太阳能电池串的各个光伏电池的光电效果来生产所需的直流电。

并且，借助平板型太阳能电池模块来生产的直流电源能够直接使用或使用逆变器（Inverter）转换为交流电源来使用。

另一方面，通常，晶质硅（Si）材质的面积为125㎜×125㎜的光伏电池在标准条件（1.5的空气质量（Airmass、1000W/㎡的日射量及25℃的太阳能电池表面温度）下具有如下电特性：开路电压为约0.6V，短路电流为约3～6A，且最大输出根据太阳能电池的效率来生产约1.2～2.5W的直流电力。

因此，在平板型太阳能电池模块的效率大约为15（?5）％的情况下，在上述的标准条件下，光伏电池的面积为1㎡的平板型太阳能电池模块可生产约150?50W的电力。

另一方面，平板型太阳能电池模块的光伏电池主要使用作为高价的半导体材料的硅（Si），因此价格非常高，而且半导体硅（Si）的价格占模块成本的50％以上。

因此，需要能够减少太阳能电池模块的成本或者对相同的输出能够减少太阳能电池的使用面积的方案，作为其一环，提出了结合用于通过集束太阳光来增加光密度的光集束装置的光集束型太阳能电池模块。

然而，以往的太阳能电池模块存在如下缺点：在单位面积内生产的每单位电输出随着装置的集中度而增加，因此，大量组装平板型模块，才能减少装置生产每单位电输出所需的安装成本。

因此，具有如下问题：需要用于安装上述太阳能电池模块的广范围的空间，只能在日照时间丰富的地区安装设备。