CN105141220A - 一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，包括太阳能电池板、热电发生器、电路路线板、逆变器、散热导管网、高温水箱、过滤器和液泵。本发明不仅提高了在长时间光照下太阳能电池的转换效率而且扩大了太阳能电池板的散热面积，有效降低了光伏电池板的温度，同时也充分的利用散热导管网吸收了余热，将太阳能转换为热能，加热水箱水的温度，供生活所需。

Description

一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置

技术领域

本发明涉及一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，属于太阳能光伏发电技术领域。

背景技术

太阳能的有效利用及其相关技术的开发来提高综合效率，对于缓解全球能源问题、减缓温室效应以及实现可持续发展，都具有极其重大的意义。太阳能光伏发电是利用光伏（PV）电池将太阳能直接转化为电能，具有清洁、安全、便利、高效的优点。光伏产业已开始大规模商业化，据统计在2014年世界太阳能光伏市场的新增装机容量达到47GW，累计装机容量达到188.8GW。太阳能热发电系统目前大约可分为三类：槽式系统、塔式系统和碟式系统。

半导体温差发电是利用热电效应将热能转化为电能。所谓热电效应是当受热物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。而这个效应的大小，则是用称为thermopower(Q)的参数来测量，其定义为Q=E/-dT(E为因电荷堆积产生的电场，dT则是温度梯度)。

太阳能电池板目前存在一些缺点：太阳能电池板的转换效率低，一般在10%~20%之间，制约着太阳能技术的推展利用；太阳能PV板，在长时间接受光照作用时，表面的温度较高，制约太阳能电池板的转换效率；单独的光伏发电存在着光伏发电成本高、集光所需耕地面积有限、工程技术亟待提高等缺陷。

发明内容

本发明提供一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，回收利用光伏电池板的高温热源，提高太阳能的发电利用效率，且扩大光伏电池板的散热面积，有利于太阳能电池板的转换效率。

一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，包括太阳能电池板、热电发生器、电路路线板、逆变器、散热导管网、高温水箱、过滤器和液泵，所述热电发生器以阵列的形式排布在太阳能电板和电路路线板之间，且与太阳能电板连接的一端为热端，与电路路线板连接的一端为冷端，所述逆变器与太阳能电池板和热电发生器相连，用于将太阳能电池板和热电发生器形成的直流电能转化为交流电，所述散热导管网缠绕于热电发生器上，包括热水出口和冷水进口，所述高温水箱、过滤器和液泵按顺序连接，且高温水箱和液泵分别与散热导管网的热水出口和冷水进口相连。

优选地，所述热电发生器，用于将热能转化为电能，包括导电片、P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和N型半导体并列平行分布，所述导电片设置在P型半导体和N型半导体的两端，分别与太阳能电池板和电路路线板相连，且与太阳能电池板相连的一端的导电片为一整体，与电路路线板相连一端的导电片为分开的两片。

优选地，所述散热导管网还包括散热导管，所述散热导管螺旋缠绕在P型半导体和N型半导体的冷端。

本发明提供一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，不仅有效的利用了太阳能电池板的发热特点，提高了太阳能的转换效率，而且扩大了太阳能电池板的散热面积，有效降低了光伏电池板的温度，有利于提高在长时间光照下太阳能电池的转换效率，同时也充分的利用散热导管网吸收了余热，将太阳能转换为热能，加热水箱水的温度，供生活所需。

附图说明

图1为本发明的系统热源流动结构流程图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的主要结构横截面示意图。

图4为本发明的系统电能单元结构流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如附图1-4所示，一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，包括太阳能电池板、热电发生器、电路路线板、逆变器、散热导管网、高温水箱、过滤器和液泵，所述热电发生器以阵列的形式排布在太阳能电板和电路路线板之间，且与太阳能电板连接的一端为热端，与电路路线板连接的一端为冷端，所述逆变器与太阳能电池板和热电发生器相连，用于将太阳能电池板和热电发生器形成的直流电能转化为交流电，所述散热导管网缠绕于热电发生器上，包括热水出口和冷水进口，所述高温水箱、过滤器和液泵按顺序连接，且高温水箱和液泵分别与散热导管网的热水出口和冷水进口相连。

其中，所述热电发生器，用于将热能转化为电能，包括导电片、P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和N型半导体并列平行分布，所述导电片设置在P型半导体和N型半导体的两端，分别与太阳能电池板和电路路线板相连，且与太阳能电池板相连的一端的导电片为一整体，与电路路线板相连一端的导电片为分开的两片。

其中，所述散热导管网还包括散热导管，所述散热导管螺旋缠绕在P型半导体和N型半导体的冷端。

本发明一种提高光伏组件综合效率以及光热利用的太阳能新型装置原理如下：

太阳能电池板直接利用太阳能吸收一定波长光照，发生光伏效应，将部分太阳能直接转换为电能。与此同时太阳能电池板温度很快升高，可作为热电发生器的热端，且利用空气中背阳面的电路路线板作为冷端，两者之间为n×n的热电发生器阵列（根据所需电流电压以及太阳能电池板的基本尺寸设计阵列的大小和电路路线板的电路连接方式）。P型半导体与N型半导体都经热能激发，在热端产生大量空穴与电子，在浓度梯度的作用下向冷端移动，形成电动势的正负极，即将热能转换成电能。由太阳能电池板产生的光电和热电发生器产生的热电所汇聚形成的直流电能经过逆变器转换成家用，企业以及电网所需的电压与电流。

同时，利用散热导管网以及其特有的缠绕于半导体冷端的设计结构，低温水均从半导体冷端下端进入散热导管，能够有有效吸收热电发生器冷端的热源，降低半导体冷端的温度，限制空穴与电子的激发，促进热电转换，且在热源流动过程中，散热导管网吸收的热源用于加热水，储存于水箱，供生活所需，利用热泵形成降温循环路线。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，其特征在于：包括太阳能电池板、热电发生器、电路路线板、逆变器、散热导管网、高温水箱、过滤器和液泵，所述热电发生器以阵列的形式排布在太阳能电板和电路路线板之间，且与太阳能电板连接的一端为热端，与电路路线板连接的一端为冷端，所述逆变器与太阳能电池板和热电发生器相连，用于将太阳能电池板和热电发生器形成的直流电能转化为交流电，所述散热导管网缠绕于热电发生器上，包括热水出口和冷水进口，所述高温水箱、过滤器和液泵按顺序连接，且高温水箱和液泵分别与散热导管网热水出口和冷水进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，其特征在于：所述热电发生器，用于将热能转化为电能，包括导电片、P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和N型半导体并列平行分布，所述导电片设置在P型半导体和N型半导体的两端，分别与太阳能电池板和电路路线板相连，且与太阳能电池板相连的一端的导电片为一整体，与电路路线板相连一端的导电片为分开的两片。

3.根据权利要求1所述的一种提高光伏组件综合效率的太阳能新型装置，其特征在于：所述散热导管网还包括散热导管，所述散热导管螺旋缠绕在P型半导体和N型半导体的冷端。