[发明专利]一种太阳能发电方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电方法及装置，尤其涉及一种光伏和光热相结合的太阳能发电方法及装置。

背景技术

现有太阳能发电主要分两种形式：光伏发电和光热发电。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。

光伏发电的缺点在于发电的转化率较低，目前最高达到18％。而光伏发电需要大面积的太阳能电池板，成本高昂。在太阳光辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99.9％，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50％，后者占约43％，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7％。而太阳能电池板主要吸收可见光，对紫外光和红外光吸收较少，造成了太阳能的浪费。

光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。但是光热发电也有其缺点，主要吸收太 阳光中的红外光，同样造成了太阳能的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种太阳能发电方法及装置，提高发电效率，避免太阳能的浪费。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种太阳能发电装置，包括锅炉，所述锅炉中设置有红外线吸收膜阵列，所述红外线吸收膜阵列由若干红外线吸收膜等间距叠加而成；所述锅炉的上方设置有太阳光聚焦装置，所述太阳光聚焦装置与所述红外线吸收膜阵列之间设置有太阳光传导装置；所述锅炉设置有透光底面，所述锅炉的下方设置有太阳能电池板；所述锅炉通过蒸汽管连接有蒸汽发电机。

进一步地，所述太阳光聚焦装置为菲涅尔透镜，所述太阳光传导装置为导光光纤。

进一步地，所述蒸汽发电机通过冷凝水回流管与所述锅炉连接。

一种太阳能发电方法，利用太阳光聚焦装置对太阳光进行聚焦，聚焦的焦点为太阳光传导装置的上端，光束通过太阳光传导装置照射到锅炉中的红外线吸收膜阵列上；高能量光束通过红外线吸收膜时，光束中的红外线被大幅吸收，高密度的可见光被允许通过，红外线吸收膜自身温度升高，加热锅炉中的水，从而产生大量蒸汽，蒸汽推动汽轮机进行热发电，发电后产生的冷凝水送回到锅炉中进行循环使用；高能量光束在通过红外线吸收膜阵列以后，高密度的可见光对太阳能电池板进行照射，从而实现光伏发电。

本发明一种太阳能发电方法及装置，将光伏和光热相结合，提高对太阳光的利用率，从而提高了发电效率，避免了太阳能的浪费，而且设备结构简单、成本低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种太阳能发电装置，包括锅炉1，锅炉1中设置有红外线吸收膜阵列2，红外线吸收膜阵列2由若干红外线吸收膜等间距叠加而成，锅炉1的上方设置有用于聚焦太阳光的菲涅尔透镜3，菲涅尔透镜3与红外线吸收膜阵列2之间设置有用于传导太阳光的导光光纤4，锅炉1设置有透光底面，锅炉1的下方设置有太阳能电池板5，锅炉1通过蒸汽管6和冷凝水回流管7与蒸汽发电机8连接。

工作原理：