CN101626042A - 能量转换系统及其所应用的发电系统 - Google Patents

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CN101626042A CN200810132634A CN200810132634A CN101626042A CN 101626042 A CN101626042 A CN 101626042A CN 200810132634 A CN200810132634 A CN 200810132634A CN 200810132634 A CN200810132634 A CN 200810132634A CN 101626042 A CN101626042 A CN 101626042A
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Abstract

本发明的能量转换系统，至少包含有：至少一聚光器、聚光型光电半导体晶片、热电转换组件以及散热组件，该聚光型光电半导体晶片设于该聚光器下方，而该聚光型光电半导体晶片下方则以接触方式设置有热电转换组件，该散热组件以接触方式设于该热电转换组件下方，藉由该聚光器将光线与热加以聚集，聚集的光线由该聚光型光电半导体晶片转换成电能，而聚集的热以及该聚光型光电半导体晶片工作所发出的工作热源，则同时由该热电组件转换成电能。

Description

能量转换系统及其所应用的发电系统
技术领域
本发明有关能量转换系统，尤针对可将太阳能中所具有光线以及热转换成电能，同时将光线转换成电能所产生的工作热源转换成电能加以运用的能量转换系统。
背景技术
随着经济的发展，能源使用量急速增加，人类对石油依赖度亦相对提高，尤其在石油价格不断向上攀升后，人们才开始意识到新能源的开发，在各种新能源中，利用太阳能来发电，由于其具有干净、无污染、无公害、应用范围广、取之不尽、用之不竭等诸多优点，显然已被视为未来最具有发展的替代性能源之一；另由于半导体产业的技术日益精进，将太阳能晶片应用在太阳能发电方面，亦已逐步被相关业者所陆续开发出来。
而习知的太阳能板结构，主要包括一座体、一平面镜及一太阳能晶片组，其中该平面镜连接在座体一侧，而太阳能晶片组设于座体内部并对应于聚光镜配置，用以吸收太阳光线穿过平面镜的光，并将其转换为电的输出，以构成一太阳能板结构；然而，习知的太阳能板结构，在实际应用上仍存在有以下的问题点，由于其采用平面镜设置，并无法对光线进行聚焦作用，而使单位面积的光照强度不佳，另由于不具备有散热模块，用来导离未被转换为电能的热量，而使太阳能晶片组经常是在较高的温度下运作，极易造成其使用寿命的大幅缩短。
另种习有太阳能板结构，如中国台湾专利公告号第M314849号，其包括一座体、一聚光镜、一太阳能晶片组及一散热模块，其中该聚光镜连接于座体一侧，而太阳能晶片组设于座体内部并对应于聚光镜配置，用以吸收光线经由聚光镜所折射出的光，并将其转换为电的输出，并藉由该聚光镜增加单位面积的光照强度以提升电力输出；另该散热模块连接于太阳能晶片组的一侧，用以将太阳能晶片组所产生的热导散出；然而，该太阳所发出的光线并伴随的热能，以及太阳能晶片组的工作热源，均由该散热模块散去而无法加以利用。
又另种太阳能发电系统如中国台湾专利公告号第I232594号，其包括复数集光器及一加热管交换器，该加热管交换器设于该集光器底部，用以将其中的热交换流体加热，当通过该多个加热管时，该热交换流体的温度及压力会增加，以及该热交换流体会被配送至热能引擎以产生电力；其仅针对于该太阳能的热能转换，而无法同时将该光能转换，且利用将热经由流体移转后再加以应用，在流体移转过程中若路径越长能量损耗，其热利用效率大大降低。
发明内容
有鉴于此，本发明即针对可将太阳能中所具有光线以及热转换成电能，同时将光线转换成电能所产生的工作热源转换成电能加以运用的能量转换系统。
为达上揭目的，本发明的能量转换系统，至少包含有：至少一聚光器、聚光型光电半导体晶片、热电转换组件以及散热组件，该聚光型光电半导体晶片设于该聚光器下方，而该聚光型光电半导体晶片下方则以接触方式设置有热电转换组件，该散热组件以接触方式设于该热电转换组件下方，藉由该聚光器将光线与热加以聚集，聚集的光线由该聚光型光电半导体晶片转换成电能，而聚集的热以及该聚光型光电半导体晶片工作所发出的工作热源，则同时由该热电组件转换成电能。
附图说明
图1为本发明能量转换系统的结构示意图；
图2为本发明能量转换系统的结构放大示意图；
图3为本发明能量转换系统的另一结构示意图。
【图号说明】
能量转换系统1            聚光器11
棱镜结构111               聚光型光电半导体晶片12
光电转换配线121           凹弧状聚光器13
反射层131                 热电转换组件14
热电转换配线141           散热组件15
管体151                   流体152
导热绝缘层16
具体实施方式
本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚地了解。
本发明能量转换系统及其所应用的发电系统，其中该能量转换系统1，如图1所示，至少包含有：
至少一聚光器11，该聚光器11可以为光学透镜；
聚光型光电半导体晶片12，该聚光型光电半导体晶片12设于该聚光器11下方，而该聚光型光电半导体晶片12二侧可进一步设有凹弧状聚光器13，该凹弧状聚光器13可以为光学透镜，且该聚光型光电半导体晶片12进一步设有光电转换配线121；
热电转换组件14，该热电转换组件14可以为热电半导体(例如Bi-Te系热电半导体或具有MgAgAs型结晶构造的金属互化物为主相的热电材料)，该热电转换组件14以接触方式设于该聚光型光电半导体晶片12下方，且该热电转换组件14进一步设有热电转换配线141；
散热组件15，该散热组件15以接触方式设于该热电转换组件14下方；
导热绝缘层16，请同时参阅图2所示，该导热绝缘层16设于聚光型光电半导体晶片12与热电转换组件14之间，以及热电转换组件14与散热组件15之间，且该导热绝缘层16可以为导热胶或导热胶片，以构成各结构的结合连接。
整体使用时，太阳或其它光源的光线及热经由聚光器11以及凹弧状的聚光器13的聚集，再由该聚光型光电半导体晶片12吸收聚集的光线，并将该光线转换成电能，再由光电转换配线121将转换后的电能传送至其它电气装置，而该聚集的热则由导热绝缘层16的导热作用传送至热电转换组件14，且该聚光型光电半导体晶片12工作所发出的工作热源，同时藉由该导热绝缘层16传送至热电转换组件14，而该热电转换组件14另端与散热组件15的接触，使该热电转换组件14两端形成温差效应而产生电能，再由热电转换配线141将转换后的电能传送至其它电气装置；当然，本发明的能量转换系统可应用于住家屋顶作为住家用发电系统，该能量转换系统所转换获得的电力得以传送至住家内的电气装置使用，亦可装设于车体上作为车用发电系统。
另外，该散热组件15可设有管体151，如图2所示，而该管体151内设有流体152(可以为液体或气体)，该散热组件亦可设有层状结构，而该层状结构内设有流体，以藉由该流体将热源散去。
再者，该聚光型光电半导体晶片12上方的聚光器11(可以为光学透镜)上可设有复数棱镜结构111，如图3所示，而该聚光型光电半导体晶片12二侧凹弧状的聚光器13(可以为光学透镜)相对于聚光型光电半导体晶片12的表面上可设有反射层131，藉由各棱镜结构111可增加光线使用率，且反射层131亦可增加光线的反射效率，以增加该聚光型光电半导体晶片12单位面积的光照强度并提升电力输出。
本发明相较于习有太阳能发电系统具有下列优点：
1、本发明可同时将太阳或其它光源所发出的光线以及热同时转换成有用的电能输出，以供使用，以充分利用自然资源。
2、本发明的热电转换组件可同时将聚光型光电半导体晶片的工作热源转换成有用的电能，以增加电力输出。
3、该聚光型光电半导体晶片、热电转换组件以及散热组件间藉由导热绝缘层加以组合连接，不仅加工方便结构简单，更可确保各层间热能的传递。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (18)

1、一种能量转换系统，至少包含有：
至少一聚光器；
聚光型光电半导体晶片，该聚光型光电半导体晶片设于该聚光器下方；
热电转换组件，该热电转换组件以接触方式设于该聚光型光电半导体晶片下方；
散热组件，该散热组件以接触方式设于该热电转换组件下方。
2、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该聚光器可以为光学透镜。
3、如权利要求2所述的能量转换系统，其中该光学透镜上可设有复数棱镜结构。
4、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该聚光型光电半导体晶片二侧可进一步设有凹弧状的聚光器。
5、如权利要求4所述的能量转换系统，其中该凹弧状的聚光器可以为光学透镜。
6、如权利要求5所述的能量转换系统，其中该光学透镜相对于聚光型光电半导体晶片的表面上可设有反射层。
7、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该聚光型光电半导体晶片与热电转换组件间设有导热绝缘层。
8、如权利要求7所述的能量转换系统，其中该导热绝缘层可以为导热胶或导热胶片。
9、如权利要求1或7所述的能量转换系统，其中该热电转换组件与散热组件间设有导热绝缘层。
10、如权利要求9所述的能量转换系统，其中该导热绝缘层可以为导热胶或导热胶片。
11、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该散热组件设有管体，而该管体内设有流体。
12、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该散热组件设有层状结构，而该层状结构内设有流体。
13、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该聚光型光电半导体晶片进一步设有光电转换配线。
14、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该热电转换组件进一步设有热电转换配线。
15、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该热电转换组件可以为热电半导体Bi-Te系热电半导体。
16、如权利要求1所述的能量转换系统，其中该热电转换组件可以为具有MgAgAs型结晶构造的金属互化物为主相的热电材料。
17、一种具有如权利要求1的能量转换系统的住家用发电系统，将该能量转换系统装设于住家屋顶。
18、一种具有如权利要求1的能量转换系统的车用发电系统，将该能量转换系统装设于车体上。
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CN105789370A (zh) * 2014-12-23 2016-07-20 厦门兰智科技有限公司 一种辅助提升太阳能利用效率的装置
CN109787535A (zh) * 2019-02-18 2019-05-21 中北大学 一种能量收集设备

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