CN101673780A - 太阳能发电的能源回收装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能发电的能源回收装置与方法，该太阳能发电的能源回收装置包括一太阳能发电单元、一热电半导体单元，及电连接该太阳能发电单元与该热电半导体单元的一电性回路。该能源回收方法包括下列步骤，步骤1：该太阳能发电单元照射日光，输出一第一电力，并产生废热。步骤2：该热电半导体单元吸收前述废热，输出一第二电力。步骤3：整合该第一电力与该第二电力。借此，回收废热达到加乘发电的效果，而能大幅提升发电效益。

Description

太阳能发电的能源回收装置与方法
技术领域
本发明涉及一种能源回收装置与方法，特别涉及一种利用太阳能达到发电效果的太阳能发电的能源回收装置与方法。
背景技术
太阳表面温度高达摄氏6000度，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大能量。人类有三个途径利用太阳能：光热转换、光电转换及光化转换。
参阅图1，以聚光型太阳能电池系统(CPV：ConcentratorPhotovoltaic)1为例，主要包括有一太阳能板11、架置在该太阳能板11上方的一透镜12、设置在该太阳能板11与该透镜12间的一聚光器13及设置在该太阳能板11一底面的一散热器14。借此，太阳的日照光可由该透镜12经该聚光器13聚集到该太阳能板11，使该太阳能板11吸收0.2μm～0.4μm波长的太阳光，将光能直接转变成电能输出，且发电效率达42％，较传统太阳能发电系统的发电效率12～16％提高许多。
惟，由于聚光会引起该太阳能板11温度上升(温度界于500℃～1000℃)，而损伤该太阳能板11及整个发电系统，因此，需要抑制聚光率而使用散热器14。显然，在排除前述温度所产生热能的过程中，如果能将这些热能善加利用，转换为可供使用的电力，将可大幅改善该太阳能板11发电效能不高的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提升发电效能的太阳能发电的能源回收装置与方法。
本发明的太阳能发电的能源回收方法，以一太阳能发电单元及一热电半导体单元为工具，该能源回收方法包括下列步骤：步骤1：该太阳能发电单元在日光照射下，输出一第一电力，并产生废热。步骤2：该热电半导体单元吸收前述废热，输出一第二电力。步骤3：整合该第一电力与该第二电力，达到加乘发电的效果。
本发明的太阳能发电的能源回收装置，包括一太阳能发电单元、一热电半导体单元及一电性回路，该太阳能发电单元用于在日光照射下输出一第一电力，并产生废热。该热电半导体单元用于吸收该太阳能发电单元产生的废热，以输出一第二电力。该电性回路电连接该太阳能发电单元与该热电半导体单元，整合该第一电力与该第二电力，达到加乘发电的效果。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该太阳能发电单元具有至少一太阳能板。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该热电半导体单元具有至少一个热电元件，该热电元件具有形成在一端且与该太阳能板热交换的一冷端及形成在另一端且用于散热的一热端。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该热电元件具有相隔一间距且分别作为冷端与热端的二陶瓷层、间隔排列在前述陶瓷层间的多个N型半导体、多个P型半导体及设置在前述陶瓷层一内面且导接相邻N型半导体、P型半导体的多个金属导体。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该热电元件还具有填充在相邻N型半导体、P型半导体间的断热材料层。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该太阳能发电单元还具有与该太阳能板的底面及该热电元件的冷端接触的一金属散热板。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该热电半导体单元还具有设置在该热电元件的热端的一散热器。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该散热器是风扇、水冷装置、热管、散热鳍片其中一种。
本发明所述的太阳能发电的能源回收装置，该电性回路具有电连接该太阳能发电单元与该热电半导体单元的至少一直流稳压器及一蓄电池。
本发明的有益效果在于：能通过该热电半导体单元吸收该太阳能发电单元产生的废热，同时达到冷却该太阳能发电单元及发电的目的。
附图说明
图1是一示意图，说明一般聚光型太阳能电池系统；
图2是一方块图，说明本发明一太阳能发电的能源回收装置的一较佳实施例；
图3是该较佳实施例的一立体分解图；
图4是该较佳实施例的一剖视示意图；
图5是本发明一太阳能发电的能源回收方法结合前述较佳实施例的一流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图2、图3及图4，本发明一较佳实施例的太阳能发电的能源回收装置包括：一太阳能发电单元2、一热电半导体单元3及一电性回路4。
该太阳能发电单元2在本较佳实施例为聚光型太阳能电池系统(Concentrator Photovoltaic，CPV)，并具有至少一太阳能板21、架置在该太阳能板21上方的一透镜22、设置在该太阳能板21与该透镜22间的一聚光器23及设置在该太阳能板21一底面的一金属散热板24。该太阳能板21由外向内分别具有二电极层211及一P-N半导体212。
该热电半导体单元3具有呈阵列的多个热电元件(thermoelectric generators，TEG)31及一散热器32。前述热电元件31分别具有相隔一间距的二陶瓷层311、312、间隔排列在前述陶瓷层311、312间的多个N型半导体313、多个P型半导体314、设置在前述陶瓷层311、312一内面且导接相邻的N型、P型半导体313、314的多个金属导体315及填充在相邻N型、P型半导体313、314间的断热材料层316。该陶瓷层311作为冷端与该金属散热板24接触。该陶瓷层312作为热端与该散热器32接触。该断热材料层316在本较佳实施例中是一种以注射方式注入前述N型半导体313、P型半导体314间的磷酸铵合成物，经离心处理后，可均匀包覆在前述N型半导体313、P型半导体314一外表面。该散热器32可以是风扇、水冷装置、热管、散热鳍片其中一种。
该电性回路4具有电连接该太阳能发电单元2与该热电半导体单元3的一蓄电池41及分别与该太阳能发电单元2、该热电半导体单元3电连接且稳定直流电压的二直流稳压器42。
值得一提的是，若该太阳能发电单元2与该热电半导体单元3输出电压相同，则只须使用一个直流稳压器42。
参阅图3、图4及图5，以下即针对本发明太阳能发电的能源回收方法并结合前述实施例说明如后：
步骤51：当太阳光由该透镜22经该聚光器23聚集到该太阳能板21时，该太阳能板21的P-N半导体212会吸收0.2μm～0.4μm波长的太阳光，而产生电子-空穴对形成电压降，再经由前述电极层211及该电性回路4将电流引出，借此，以光电效应输出一第一电力，并产生废热传导至该金属散热板24。
步骤52：前述热电元件31以作为冷端的陶瓷层311吸收前述太阳能板21产生的废热，而与该金属散热板24进行热交换，使该太阳能板21降温，此时，由于前述热电元件31作为热端的陶瓷层312会透过该散热器32与空气、水等冷源接触，而达到散热效果，使前述N型半导体313、P型半导体314在两端部接触不同温度的情形下造成温差及于该电性回路4产生电流，借此，以热电效应输出一第二电力。
值得一提的是，由于前述N型半导体313、P型半导体314外表面形成有该断热材料层316，因此，用于以阻隔热能经由辐射传导至相邻的N型半导体313、P型半导体314，强化前述N型半导体313、P型半导体314的温度差，有效提升热电效应。
步骤53：借该第一电力与该第二电力分别经由该直流稳压器42后，储存入蓄电池41中供运用，达到加乘发电的效果。
据上所述可知，本发明的太阳能发电的能源回收装置与方法具有下列优点及功效：
本发明可以将该太阳能发电单元2废弃不利用的热能回收转为电能，不但可以冷却该太阳能发电单元2，提升该太阳能发电单元2的使用效能，且能整合该太阳能发电单元2的第一电力与该热电半导体单元3的第二电力，达到加乘发电的效果，而能大幅提升发电效益。

Claims (10)

1.一种太阳能发电的能源回收方法，以一太阳能发电单元及一热电半导体单元为工具，其特征在于，该能源回收方法包括下列步骤：
步骤1：该太阳能发电单元在日光照射下，输出一第一电力，并产生废热；
步骤2：该热电半导体单元吸收前述废热，输出一第二电力；
步骤3：整合该第一电力与该第二电力，达到加乘发电的效果。
2.一种太阳能发电的能源回收装置，包括一太阳能发电单元、一热电半导体单元及一电性回路，其特征在于，
该太阳能发电单元，用于在日光照射下输出一第一电力，并产生废热；
该热电半导体单元，用于吸收该太阳能发电单元产生的废热，以输出一第二电力；及
该电性回路，电连接该太阳能发电单元与该热电半导体单元，并整合该第一电力与该第二电力，达到加乘发电的效果。
3.根据权利要求2所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该太阳能发电单元具有至少一太阳能板。
4.根据权利要求3所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该热电半导体单元具有至少一个热电元件，该热电元件具有形成在一端且与该太阳能板热交换的一冷端及形成在另一端且用于散热的一热端。
5.根据权利要求4所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该热电元件具有相隔一间距且分别作为冷端与热端的二陶瓷层、间隔排列在前述陶瓷层间的多个N型半导体、多个P型半导体及设置在前述陶瓷层一内面且导接相邻N型半导体、P型半导体的多个金属导体。
6.根据权利要求5所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该热电元件还具有填充在相邻N型半导体、P型半导体间的断热材料层。
7.根据权利要求4所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该太阳能发电单元还具有与该太阳能板的底面及该热电元件的冷端接触的一金属散热板。
8.根据权利要求7所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该热电半导体单元还具有设置在该热电元件的热端的一散热器。
9.根据权利要求8所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该散热器是风扇、水冷装置、热管、散热鳍片其中一种。
10.根据权利要求4所述的太阳能发电的能源回收装置，其特征在于，该电性回路具有电连接该太阳能发电单元与该热电半导体单元的至少一直流稳压器及一蓄电池。
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