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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtenergieumwandlungs- und -nutzungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Mit der Senkung der Kosten und der Erhöhung des Wirkungsgrades von Photovoltaikmodulen werden immer mehr Solarenergiesysteme eingesetzt. Mit der breiten Anwendung von Solarenergiesystemen kommen jedoch auch die damit verbundenen Probleme, wie z. B. Anstieg der Grundstückskosten, Wartungskosten für Kraftwerke (einschließlich Staubreinigung und Eis- und Schneereinigung) und Schwierigkeiten beim Recycling von Photovoltaikmodulen.
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Inhalt der vorliegenden Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt hauptsächlich eine neuartige Solarenergienutzungsvorrichtung bereit.
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Solarenergienutzungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend
eine Lichtkonzentrationsvorrichtung und eine Lichtenergienutzungsvorrichtung, wobei die Lichtkonzentrationsvorrichtung eine Nut hat und eine Öffnung aufweist, wobei die Innenwand der Lichtkonzentrationsvorrichtung eine reflektierende Oberfläche aufweist,
wobei sich die Lichtenergienutzungsvorrichtung in der Lichtkonzentrationsvorrichtung befindet, wobei die Lichtkonzentrationsvorrichtung mindestens zwei Lichtenergiewandler aufweist, wobei jeder Lichtenergiewandler einen ersten Arbeitsabschnitt und einen zweiten Arbeitsabschnitt aufweist, wobei der erste Arbeitsabschnitt zu einer Innenwand der Lichtkonzentrationsvorrichtung angeordnet ist, um das von der Innenwand reflektierte Sonnenlicht zu absorbieren, wobei der zweite Arbeitsabschnitt von der Innenwand weg nach außen zur Öffnung angeordnet ist, um das aus der Öffnungsrichtung der Lichtkonzentrationsvorrichtung einfallendem Sonnenlicht zu absorbieren, wobei die mindestens zwei Lichtenergiewandler miteinander verschachtelt sind, wobei ein Teil des Lichtenergiewandlers weiter von der Öffnung der Lichtkonzentrationsvorrichtung entfernt ist als ein anderer Teil des Lichtenergiewandlers und näher an dem Inneren der Lichtkonzentrationsvorrichtung liegt, wobei ein Lichteintrittsbereich zwischen der Lichtenergienutzungsvorrichtung und der Kante der Öffnung verbleibt, um zu ermöglichen, dass Sonnenlicht von dem Lichteintrittsbereich in die Lichtkonzentrationsvorrichtung eintritt.
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Solarenergienutzungsvorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform, umfassend eine Lichtkonzentrationsvorrichtung und eine Lichtenergienutzungsvorrichtung, wobei sich die Lichtenergienutzungsvorrichtung in der Lichtkonzentrationsvorrichtung befindet, wobei die Lichtenergiewandler mindestens zwei sind und die Lichtenergiewandler miteinander verschachtelt sind, wobei ein Teil des Lichtenergiewandlers weiter von der Öffnung der Lichtkonzentrationsvorrichtung entfernt ist als ein anderer Teil des Lichtenergiewandlers und näher an dem Inneren der Lichtkonzentrationsvorrichtung liegt, wobei ein Lichteintrittsbereich zwischen der Lichtenergienutzungsvorrichtung und der Kante der Öffnung verbleibt, um zu ermöglichen, dass Sonnenlicht von dem Lichteintrittsbereich in die Lichtkonzentrationsvorrichtung eintritt, wobei der Lichtenergiewandler einen relativ angeordneten ersten Arbeitsabschnitt und einen zweiten Arbeitsabschnitt aufweist, so dass er Sonnenlicht von der Vorder- als auch von der Rückseite absorbieren und verwenden kann, wobei die Anzahl der Lichtenergiewandler erhöht werden kann, und die Anordnung zwischen den Lichtenergiewandlern in einem verschachtelten Einstellmodus und die Lichtkonzentrationsfunktion der Lichtkonzentrationsvorrichtung es dem Lichtenergiewandler ermöglichen können, mehr Sonnenlicht zu empfangen, um die Effizienz der Lichtenergienutzung zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm eines Längsschnitts einer Solarenergienutzungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein schematisches Diagramm eines Längsschnitts einer Solarenergienutzungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein schematisches Diagramm eines Längsschnitts einer Solarenergienutzungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch spezifische Ausführungsformen in Kombination mit Zeichnungen weiter beschrieben. Ähnliche Komponenten in verschiedenen Ausführungsformen verwenden zugehörige ähnliche Komponentenmarkierungen. In den folgenden Ausführungsformen werden viele Details beschrieben, um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen. Der Fachmann kann jedoch mühelos erkennen, dass einige dieser Merkmale in verschiedenen Fällen weggelassen oder durch andere Komponenten, Materialien und Verfahren ersetzt werden können. In einigen Fällen werden einige der mit der vorliegenden Erfindung verbundenen Vorgänge in der Beschreibung nicht angezeigt oder beschrieben, um die Kernteile der vorliegenden Erfindung nicht mit übermäßiger Beschreibung zu überfrachten. Es ist für den Fachmann nicht notwendig, diese zusammenhängenden Vorgänge im Detail zu beschreiben. Sie werden den Vorgang aufgrund der Beschreibung in der vorliegenden Beschreibung und der allgemeinen Kenntnisse auf diesem Fachgebiet vollständig verstanden haben.
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Zusätzlich können die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Eigenschaften, Vorgänge oder Merkmale in beliebiger geeigneter Weise kombiniert werden, um verschiedene Ausführungsformen zu bilden. Dabei können die Schritte oder Aktionen in der Verfahrensbeschreibung auch in einer für den Fachmann erkennbaren Weise sequentiell geschaltet oder angepasst werden. Daher dienen die verschiedenen Sequenzen in der Beschreibung und den Zeichnungen nur dazu, eine Ausführungsform klar zu beschreiben, und bedeuten nicht, dass es sich um eine notwendige Reihenfolge handelt, es sei denn, eine der Sequenzen muss befolgt werden.
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Die Seriennummer, die für die Komponente in der vorliegenden Erfindung programmiert ist, wie z. B. „Erste“, „Zweite“ usw., wird nur verwendet, um das beschriebene Objekt zu unterscheiden, und hat keine sequentielle oder technische Bedeutung. Die Begriffe „Anschlüsse“ und „Verbindungen“ im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassen direkte und indirekte Verbindungen (Anschlüsse), sofern nicht anders angegeben.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Solarenergienutzungsvorrichtung zum Umwandeln und Verwerten von Solarenergie bereit, beispielsweise für photoelektrische Umwandlungsanwendungen, photothermische Umwandlungsanwendungen und dergleichen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 umfasst die Solarenergienutzungsvorrichtung eine Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 und eine Lichtenergienutzungsvorrichtung 200. Die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 hat eine Nut und weist eine Öffnung 101 auf. Die Öffnung 101 ist der Sonne zugewandt angeordnet, um den Empfang von Sonnenlicht zu erleichtern. Die Innenwand 110 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 weist eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren von Sonnenlicht auf die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 auf. Natürlich kann in einigen Ausführungsformen die gesamte Innenwand 110 auf eine reflektierende Oberfläche eingestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann die reflektierende Oberfläche auch nur ein Teil der Innenwand 110 sein.
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Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 befindet sich in der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 und weist mindestens zwei Lichtenergiewandler 210 auf. Jeder Lichtenergiewandler 210 weist einen ersten Arbeitsabschnitt und einen zweiten Arbeitsabschnitt auf. Der Lichtenergiewandler kann eine Vielzahl von Vorrichtungen sein, die in der Lage sind, Sonnenlicht umzuwandeln und anzuwenden, und kann ein oder mehrere Lichtenergieumwandlungsmodule aufweisen, wie z. B. photoelektrische Umwandlung, photothermische Umwandlung und dergleichen. In einer Ausführungsform ist der erste Arbeitsabschnitt eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung oder eine photothermische Umwandlungsvorrichtung, und der zweite Arbeitsabschnitt ist eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung oder eine photothermische Umwandlungsvorrichtung.
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Der erste Arbeitsabschnitt ist zu der Innenwand 110 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 angeordnet, um das von der Innenwand 110 reflektierte Sonnenlicht zu absorbieren. Der zweite Arbeitsabschnitt ist von der Innenwand 110 weg nach außen zur Öffnung 101 angeordnet, um das aus der Öffnungsrichtung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 einfallendem Sonnenlicht zu absorbieren.
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In einer Ausführungsform sind die Lichtenergiewandler 210 miteinander verschachtelt. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist ein Teil des Lichtenergiewandlers 210 weiter von der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung entfernt als ein anderer Teil des Lichtenergiewandlers 210 und liegt näher an dem Inneren der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100. Ein Lichteintrittsbereich ist zwischen der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und der Kante der Öffnung 101 verbleibt, um zu ermöglichen, dass Sonnenlicht von dem Lichteintrittsbereich in die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 eintritt. Das von der Innenwand 110 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 reflektierte Sonnenlicht kann in verschiedene Richtungen fallen. Diese verschachtelte Anordnung erhöht den Lichtempfangsbereich des Lichtenergiewandlers 210. Der Lichtenergiewandler 210 kann mehr reflektiertes Licht in verschiedenen Richtungen absorbieren und dadurch die Menge des vom Lichtenergiewandler 210 empfangenen Sonnenlichts erhöhen, um die Lichtenergienutzungseffizienz des Lichtenergiewandlers 210 zu verbessern.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ist in einer Ausführungsform der Lichtenergiewandler 210 eine doppelseitige Photovoltaikplatte. Das heißt, sowohl der erste Arbeitsabschnitt als auch der zweite Arbeitsabschnitt sind Photovoltaikplatten, oder der erste Arbeitsabschnitt und der zweite Arbeitsabschnitt sind zwei Seiten einer doppelseitigen lichtempfindlichen Photovoltaikplatte. Die sogenannte Photovoltaikplatte bezieht sich im Allgemeinen auf jede Vorrichtung, die Lichtenergie direkt in elektrische Energie umwandelt, einschließlich verschiedener photovoltaischer Halbleiterplatten, photovoltaischer Filme, photoelektrischer Quantenpunktumwandlungsvorrichtungen und dergleichen.
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In einer anderen Ausführungsform kann die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 zusätzlich zu einer doppelseitigen Photovoltaikplatte auch ein endothermes Arbeitsfluid (wie Wasser, geschmolzenes Salz usw.) zum Absorbieren der Wärmeenergie des Sonnenlichts aufweisen. Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 kann zusätzlich zur Stromerzeugung auch zur Wärmeenergienutzung verwendet werden. Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 kann einen transparenten Behälter aufweisen. Das endotherme Arbeitsfluid kann in dem transparenten Behälter angeordnet sein.
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In anderen Ausführungsformen kann der Lichtenergiewandler 210 eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung auf der einen Seite und eine photothermische Umwandlungsvorrichtung auf der anderen Seite sein. Oder beide Seiten des Lichtenergiewandlers 210 sind photothermische Umwandlungsvorrichtungen oder andere Vorrichtungen.
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Um die Konzentration des Sonnenlichts weiter zu erhöhen, wird auf die 1 bis 3 verwiesen. In einer Ausführungsform sind benachbarte Lichtenergiewandler 210 durch ein doppelseitiges Reflexionselement 220 verbunden. Das doppelseitige Reflexionselement 220 wird verwendet, um Sonnenlicht auf den Lichtenergiewandler 210 und/oder die Innenwand 110 zu reflektieren. Das doppelseitige Reflexionselement 220 kann mehr Sonnenlicht und reflektiertes Licht reflektieren, das den Lichtenergiewandler 210 nicht erreichen kann, so dass es direkt oder durch die Innenwand 110 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 reflektiert und dann auf den Lichtenergiewandler 210 beleuchtet wird, wodurch die Absorption von Sonnenlicht durch den Lichtenergiewandler 210 weiter erhöht wird.
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In einer spezifischeren Ausführungsform sind unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 mindestens drei Lichtenergiewandler 210 in einer dreieckigen Anordnung vorhanden. Einer der Lichtenergiewandler 210 befindet sich an der Öffnung 101 und die anderen beiden Lichtenergiewandler 210 befinden sich im Inneren der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100. Von den drei Lichtenergiewandlern 210 kann die Rückseite des mittleren Lichtenergiewandlers 210 mehr Sonnenlicht durch das doppelseitige Reflexionselement 220 auf beiden Seiten aggregieren, um die Lichtenergienutzungseffizienz des Lichtenergiewandlers 210 zu verbessern. Bei der gleichen Lichtenergienutzungseffizienz ist die gesamte Lichtempfangsfläche der drei Lichtenergiewandler 210 kleiner, um weitere Kosten zu sparen.
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In einer spezifischeren Ausführungsform sind zwei Enden der 210 drei im Dreieck angeordneten Lichtenergiewandler 210 jeweils mit einem doppelseitigen Reflexionselement 220 und einem lichtdurchlässigen Element unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 versehen. Die drei Lichtenergiewandler 210 und das entsprechende doppelseitige Reflexionselement 220 oder das lichtdurchlässige Element bilden eine W-Form. Der erste Arbeitsabschnitt oder der zweite Arbeitsabschnitt jedes Lichtenergiewandlers 210 in der Struktur kann eine Lichtleitstruktur mit einer äußeren Öffnung bilden, um mehr Sonnenlicht zu dem ersten Arbeitsabschnitt oder dem zweiten Arbeitsabschnitt zu sammeln, wodurch die Lichtenergienutzungseffizienz weiter verbessert wird. Natürlich können diese Lichtenergiewandler 210 in anderen Ausführungsformen auch verschachtelte Strukturen anderer Formen bilden.
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Um der Struktur des W-förmigen Lichtenergiewandlers 210 zu entsprechen, kann in einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 auch die Bodenwand 120 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 eine entsprechende W-förmige Struktur bilden. Natürlich kann in anderen Ausführungsformen die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 auch eine gewöhnliche konkave Nut sein, und die Nutoberfläche kann eine gekrümmte Oberfläche sein, oder sie kann durch eine Vielzahl von gefalteten Oberflächen oder dergleichen gebildet werden, oder ein W-förmiges Reflexionselement ist in der Innenwand angeordnet.
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Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 befindet sich typischerweise an der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf die 1 und 3. In einer Ausführungsform befindet sich die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 in der Mitte der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100, und ein Lichteintrittsbereich wird zwischen den Seiten der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und den Kanten der Öffnung 101 gebildet, so dass Sonnenlicht von beiden Seiten der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 in die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 eintreten kann, um die Menge des einfallenden Lichts zu erhöhen. Insbesondere, wie in den 1 und 3 gezeigt, wenn die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 in einer Weise angeordnet ist, in der die Öffnung 101 nach oben gerichtet ist, erleichtert der Lichteintrittsbereich auf beiden Seiten das Eindringen von Sonnenlicht in die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100.
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In einer Ausführungsform befindet sich die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 typischerweise in der Mitte der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100, so dass die gesamte Solarenergienutzungsvorrichtung ungefähr symmetrisch ist. Natürlich muss die Solarenergienutzungsvorrichtung keine symmetrische Struktur bilden und kann auch eine asymmetrische Struktur in anderen Ausführungsformen aufweisen.
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Natürlich kann in einigen Ausführungsformen die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 auch vertikal oder geneigt angeordnet sein, und ihre Öffnung 101 ist seitlich angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Seite der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 mit einer Seitenkante der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 verbunden, und ein Lichteintrittsbereich wird zwischen der anderen Seite der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und der anderen Seitenkante der Öffnung 101 gebildet. In Bezug auf 2 ist es besser, weil das Sonnenlicht von oben schräg eintrifft. Daher ist die untere Seite der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 mit der unteren Seitenkante der Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 verbunden, und ein Lichteintrittsbereich wird zwischen der oberen Seite der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und der oberen Seitenkante der Öffnung 101 gebildet, wodurch der Empfang von Sonnenlicht erleichtert wird.
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Ferner kann das Lichteinlasselement hinzugefügt werden, um mehr Sonnenlicht zu der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 zu führen, als nur von der Lichtkonzentrationsfunktion der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 abhängig zu sein. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist in einer Ausführungsform der Lichteintrittsbereich mit einem Lichteinlasselement 300 zum Führen von Sonnenlicht zu der Innenwand 110 der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und/oder der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 versehen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist das Lichteinlasselement 300 in einer Ausführungsform eine erste reflektierende Oberfläche und eine zweite reflektierende Oberfläche auf. Die erste reflektierende Oberfläche ist in Richtung der Innenwand 110 angeordnet, um das Sonnenlicht auf die reflektierende Oberfläche der Innenwand 110 zu reflektieren, und dann wird das Sonnenlicht von der reflektierenden Oberfläche der Innenwand 110 zu der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 reflektiert. Die zweite reflektierende Oberfläche ist in Richtung der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 angeordnet, um Sonnenlicht zu der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 oder dem doppelseitigen Reflexionselement 220 zu reflektieren. Natürlich kann das Lichteinlasselement 300 in einigen Ausführungsformen auch ein einseitiges reflektierendes Element oder eine Linse sein, die das Sonnenlicht brechen kann.
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In einer Ausführungsform kann das Lichteinlasselement 300 den Winkel entsprechend dem Breitengrad einstellen, so dass das von ihm eintretende Sonnenlicht eine oder mehrere Reflexionen passieren kann, um die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 zu erreichen.
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In anderen Ausführungsformen kann das Lichteinlasselement 300 auch das Sonnenlicht durch Brechung leiten. In einer Ausführungsform ist das Lichteinlasselement 300 beispielsweise eine Linse (z. B. eine Fresnel-Linse), die in der Lage ist, Sonnenlicht zu mindestens einer der Innenwand 110, des Lichtenergiewandlers 210 und des doppelseitigen Reflexionselements 220 zu brechen.
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Weiterhin ist zum Schutz vor Staub und zur einfachen Reinigung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 verwiesen. In einer Ausführungsform umfasst sie auch eine lichtdurchlässige Abdeckung 400. Die lichtdurchlässige Abdeckung 400 bedeckt die Öffnung 101 und bildet einen geschlossenen Installationshohlraum mit der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100. Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 ist in dem Installationshohlraum installiert.
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In einer Ausführungsform kann die lichtdurchlässige Abdeckung 400 ein gewöhnliches transparentes Glas, ein Kunststoff oder eine Fresnel-konzentrierende Linse oder ein anderes lichtdurchlässiges Material sein.
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Ferner ist unter Bezugnahme auf 3 in einer Ausführungsform der versiegelte Installationshohlraum mit einer transparenten Flüssigkeit 500 zum Kühlen gefüllt. Die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 ist zumindest teilweise in die transparente Flüssigkeit 500 eingetaucht. Die transparente Flüssigkeit 500 kann als Kühlmedium verwendet werden, um die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 und die Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 zu kühlen.
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In einer anderen Ausführungsform wird ein geschlossener Hohlraum zwischen den mindestens zwei benachbarten Lichtenergiewandlern 210 gebildet. Der Hohlraum ist mit einer transparenten Flüssigkeit 500 zum Kühlen gefüllt. Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Kühlhohlraum zwischen den drei Lichtenergiewandlern 210 und der lichtdurchlässigen Abdeckung 400 in der Ausführungsform umgeben. Insbesondere kann ein transparentes Element 230 unter dem mittleren Lichtenergiewandler 210 angeordnet sein, um einen Kühlhohlraum zu umgeben. Eine transparente Flüssigkeit 500 zum Kühlen wird zu dem Kühlraum hinzugefügt. In anderen Ausführungsformen kann der Lichtenergiewandler 210 auch offen sein, ohne eine transparente Flüssigkeit 500 einzustellen.
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Die transparente Flüssigkeit 500 kann Wasser oder ein vereisungshemmendes transparentes Kühlmittel (z. B. eine Mischung aus Sole, Wasser und Alkohol) sein. Die transparente Flüssigkeit 500 kann die Temperatur der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 reduzieren, wodurch die photoelektrische Umwandlungseffizienz der Photovoltaikplatte verbessert wird.
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In Bezug auf 1 umfasst sie in einer anderen Ausführungsform auch eine lichtdurchlässige Abdeckung 400. Die lichtdurchlässige Abdeckung 400 bedeckt die Öffnung 101. Zwei Enden des Lichtenergiewandlers in der Mitte der 210 drei im Dreieck angeordneten Lichtenergiewandler 210 sind jeweils durch ein doppelseitiges Reflexionselement 220 mit den Lichtenergiewandlern 210 auf beiden Seiten verbunden, wobei die äußeren Enden der beiden beidseitig angeordneten Lichtenergiewandler 210 sind mit dem lichtdurchlässigen Element verbunden (zwei doppelseitige Reflexionselemente 220 auf beiden Seiten von 1 werden durch ein lichtdurchlässiges Element ersetzt). Die lichtdurchlässige Abdeckung 400, die drei Lichtenergiewandler 210, das lichtdurchlässige Element und die zwei doppelseitigen Reflexionselemente 220 in der Mitte bilden einen geschlossenen Hohlraum. Wenn der Hohlraum gebildet wird, kann sie auch Hilfsverbindungselemente wie Endkappen umfassen, die bei Bedarf hinzugefügt werden, um bestimmte offene Räume zu schließen. Der Hohlraum ist mit einer transparenten Flüssigkeit 500 gefüllt. In dieser Ausführungsform kann das Licht, das auf die transparente Vorrichtung an beiden Enden emittiert wird, aufgrund der Totalreflexion auf die Vorderseite der zwei äußeren Lichtenergiewandler 210 gebrochen werden oder kann an die Innenwand 110 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 übertragen und dann von der Innenwand 110 auf die Rückseite der drei Lichtenergiewandler 210 reflektiert werden.
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Andererseits sind in einer Ausführungsform der erste Arbeitsabschnitt und der zweite Arbeitsabschnitt Photovoltaikplatten. Zur gleichen Zeit umfasst die Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 auch eine photothermische Umwandlungsvorrichtung zum Absorbieren und Verwenden von Wärme von Sonnenlicht. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die transparente Flüssigkeit 500 verwendet werden, um eine photothermische Umwandlungsvorrichtung zu bilden, zum Beispiel kann die transparente Flüssigkeit 500 einen direkten oder indirekten thermischen Zyklus mit einer externen Kaltwasserleitung durchführen (nicht in der Figur gezeigt), wodurch eine thermische Nutzung erreicht wird.
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Die reflektierenden Oberflächen in den obigen verschiedenen Komponenten können Spiegel, reflektierende Fresnel-Linsen und dergleichen verwenden, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese reflektierenden Oberflächen können gefaltete Oberflächen, gekrümmte Oberflächen, Ebenen oder geformte Oberflächen sein. Die lichtdurchlässige Struktur in jeder der obigen Komponenten kann gewöhnliche lichtdurchlässige Materialien und Linsen (wie Fresnel-Linsen) verwenden, ist aber nicht darauf beschränkt.
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In der Solarenergienutzungsvorrichtung kann aufgrund des Hinzufügens der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 der Konzentrationseffekt verbessert werden, das heißt, das Verhältnis zwischen der lichtempfangenden Oberfläche (d.h. der Fläche der Öffnung 101 auf der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100) und der Fläche, die Sonnenlicht auf der Lichtenergienutzungsvorrichtung 200 absorbiert, kann erhöht werden. Insbesondere, wenn das Lichteinlasselement 300 vorgesehen ist, kann die Öffnung 101 der Lichtkonzentrationsvorrichtung 100 größer sein, wodurch der Konzentrationseffekt höher ist.
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Die obige Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand von konkreten Beispielen dient nur dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und sollte die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Für den Fachmann auf dem technischen Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, können auch mehrere einfache Ableitungen, Modifikationen oder Ersetzungen gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
