[发明专利]一种基于石墨烯导热的PV-TE混合发电装置

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯导热的PV‑TE混合发电装置，装置包括太阳能双轴跟踪单元、线性菲涅尔聚光单元、光伏发电单元PV、石墨烯导热单元、温差发电单元TE和散热单元，石墨烯导热单元包括石墨烯导热单元一和石墨烯导热单元二；线性菲涅尔聚光单元架设于光伏发电单元PV上方，光伏发电单元PV下面是石墨烯导热单元一，然后紧贴石墨烯导热单元一的是温差发电单元TE，温差发电单元TE下面是石墨烯导热单元二，散热单元紧贴石墨烯导热单元二下面，上述各个单元形成一个整体架设于太阳能双轴跟踪单元上；光伏发电单元PV和温差发电单元TE连接蓄电池。本发明利用聚光太阳电池产生的热量发电，降低了聚光太阳电池的工作温度，延长电池寿命。

技术领域

本发明涉及一种基于石墨烯导热的PV-TE混合发电装置，属于太阳能发电系统技术领域。

背景技术

传统化石能源的大量使用,给人类生存空间造成了严重威胁。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量,被普遍认为是理想的新能源。

目前，太阳能的利用主要分为光伏利用和光热利用两大类。其中，硅光电池板的光生伏打效应将太阳能转换为电能，但光电转换效率一直在16%上下徘徊，根据其发电的原理，暂时还找不到大幅度提高的方法。光伏温差发电装置的体积一般都很小，主要是由于半导体材料组成的温差发电模块的体积较小，可以通过调整温差发电片的数量和组合方式来满足发电量要求。缺点是受热电材料性能的影响，热电转换效率较低，在硅光电池板和温差电池之间添加导热材料能够降低硅光电池板的温度，提高电池板的发电效率，此外，还提高了温差电池热端的温度，而提高温差电池的发电效率，这样，光伏温差发电装置的光电转换效率得到提升。

石墨烯,一种无机纳米片层材料，具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK，是目前发现的最薄、导热性能最强的纳米材料。

综上，我们将石墨烯导热材料应用到光伏温差发电装置中，研究出一种基于石墨烯导热的PV-TE混合发电装置。

发明内容

本发明为了提升光伏温差发电装置的光电转换效率，而提出了一种基于石墨烯导热的PV-TE混合发电装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于石墨烯导热的PV-TE混合发电装置，所述装置包括太阳能双轴跟踪单元、线性菲涅尔聚光单元、光伏发电单元PV、石墨烯导热单元、温差发电单元TE和散热单元，所述石墨烯导热单元包括石墨烯导热单元一和石墨烯导热单元二；

所述线性菲涅尔聚光单元架设于光伏发电单元PV上方，光伏发电单元PV下面是石墨烯导热单元一，然后紧贴石墨烯导热单元一的是温差发电单元TE，温差发电单元TE下面是石墨烯导热单元二，散热单元紧贴石墨烯导热单元二下面，所述线性菲涅尔聚光单元、光伏发电单元PV、石墨烯导热单元、温差发电单元TE和散热单元形成一个整体架设于太阳能双轴跟踪单元上；所述光伏发电单元PV和温差发电单元TE连接蓄电池。

上述太阳能双轴跟踪单元包括网架、横梁和立柱，竖直方向减速器以及水平方向减速器，所述横梁支撑在立柱上，所述网架设置在横梁上，立柱与横梁的连接处为竖直方向减速器，水平方向减速器放于立柱上。

上述线性菲涅尔聚光单元主体为一层线性菲涅尔透镜，型号为700*350mm，焦距300mm 。

上述光伏发电单元PV主体为光学玻璃和三结太阳能电池，三结太阳能电池结构为顶层GaInP2，中间层GaAs，底层Ge。

上述石墨烯导热单元一和石墨烯导热单元二主体为一层石墨烯基板。

上述温差发电单元TE主体为半导体型温差电池。

上述散热单元主体为铜翅片。

本发明所达到的有益效果：