一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电装置领域，具体是指一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统。

背景技术：

太阳光是一种最重要的自然光源，它普照大地，使整个世界姹紫嫣红，五彩缤纷。在太阳光中，能量以光子和光热两种形式存在。现有的太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置，其利用的是太阳光中光子能量。

由于太阳光单位面积强度较弱，目前通常采用将光汇聚后再通过太阳能电池发电，以提高发电功率和降低太阳能电池的发电板面积，提高其发电的经济性。

然而，目前对于太阳光中的光热能量未能够得到有效的利用，存在浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统。本实用新型能够同时利用太阳光中光子和光热，有效利用了光热，能够显著提升发电的经济性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统，包括发电装置和聚光装置，所述发电装置为层状结构，相邻各层结构贴紧，所述发电装置的各层结构依次为第二太阳能电池、第二导热层、温差发电器、第一导热层和第一太阳能电池，所述聚光装置的聚光焦点位于第二太阳能电池的发电板上，所述第二导热层为封闭的导热腔，其腔体内填充有导热流体，所述第一导热层为导热管，所述导热管的一段位于发电装置内，所述导热管上接有可带动其内部导热流体流动的流体泵。

作为一种优选的方式，所述聚光装置为抛物面槽，所述抛物面槽为纵剖面为抛物线的槽体，其内壁上设有反光镜。

作为一种优选的方式，所述聚光装置为线性菲涅尔透镜，其带齿形的一侧与第二太阳能电池的发电板相对设置。

作为一种优选的方式，所述导热流体为导热油或水。

作为一种优选的方式，导热流体流出发电装置一侧的导热管上设有温差发电器。

作为一种优选的方式，所述第一太阳能电池和第二太阳能电池分别为N型太阳能电池、砷化镓太阳能电池或P型太阳能电池中的一种。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型能够同时利用太阳光中光子和光热，有效利用了光热，能够显著提升发电的经济性；

(2)本实用新型通过导热流体为导热油，导热油传热性能优良，可将第二太阳能电池过多的热量快速导出，其比热容小，温度上升快，可增大第一导热层和第二导热层间的温度差，增大第一导热层和第二导热层间温差发电器的瞬时发电功率；

(3)本实用新型通过导热流体为水，水的比热容大，与其他流体相比，其储热性能更好，温度上升慢，可保障第一导热层和第二导热层间的温差发电器持续稳定的发电；

(4)本实用新型通过导热流体流出发电装置一侧的导热管上设有温差发电器，在实际使用过程中，由于发电装置相邻各层结构贴紧，导热管内的导热流体温度会逐渐上升，并与外界空气存在温度差，其导热流体由流体泵带动流出后，通过导热流体流出发电装置一侧的导热管上设有温差发电器，可回收这些热量，提高发电总量。

在实际使用中，申请人发现本实用新型的技术方案还是存在一定的不足之处，具体表现为第二导热层的封闭导热腔的设计，虽然能够使光热储存于导热腔内，损耗少，但是由于其不流动，在长时间光照后，第二太阳能电池温度会持续上升，当上升至200摄氏度时，第二太阳能电池由于其材料性质问题基本上就会停止方便。

附图说明

图1为实施例1结构的纵剖示意图。

图2为实施例2结构的纵剖示意图。

图3为发电装置的结构示意图。

其中：1—第一导热层，2—第二导热层，3—第二太阳能电池，4—第一太阳能电池，5—温差发电器，6—抛物面槽，7—线性菲涅尔透镜，8—导热腔，9—导热管，10—流体泵。

具体实施方式

下面结合附图进行进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此：

实施例1：

参见图1和图3，一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统，包括发电装置和聚光装置，所述发电装置为层状结构，相邻各层结构贴紧，所述发电装置的各层结构依次为第二太阳能电池3、第二导热层2、温差发电器5、第一导热层1和第一太阳能电池4，所述聚光装置的聚光焦点位于第二太阳能电池3的发电板上，所述第二导热层2为封闭的导热腔8，其腔体内填充有导热流体，所述第一导热层1为导热管9，所述导热管9的一段位于发电装置内，所述导热管9上接有可带动其内部导热流体流动的流体泵10。所述聚光装置为抛物面槽6，所述抛物面槽6为纵剖面为抛物线的槽体，其内壁上设有反光镜。

在实施例中，太阳光照射至抛物面槽6的内壁上，其内壁上的反光镜将光汇聚至其焦点，太阳光在第二太阳能电池3的发电板上汇聚。太阳光中光子能量被第二太阳能电池3吸收，开始进行发电。第一太阳能电池4也吸收其所接收到的光子进行发电，太阳光中的光热使第二太阳能电池3温度上升，并将热量传递至第二导热层2中，第二导热层2为封闭的导热腔8，其腔体内的导热流体吸收第二太阳能电池3传递的热量，其温度上升，继而造成第一导热层1和第二导热层2存在温度差。由于第一导热层1和第二导热层2间设有温差发电器5，且第一导热层1和第二导热层2存在温度差，因此温差发电器5将产生电流，开始发电。本实用新型能够同时利用太阳光中光子和光热，有效利用了光热，能够显著提升发电的经济性。在实际使用过程中，由于发电装置相邻各层结构贴紧，因此导热管9内的温度会逐渐上升，通过流体泵10可使导热流体流动，维持第一导热层1和第二导热层2的温度差，保障第一导热层1和第二导热层2间的温差发电器5正常发电。

作为一种优选的方式，所述导热流体为导热油或水。导热油传热性能优良，可将第二太阳能电池3过多的热量快速导出，其比热容小，温度上升快，可增大第一导热层1和第二导热层2间的温度差，增大第一导热层1和第二导热层2间温差发电器5的瞬时发电功率。水的比热容大，与其他流体相比，其储热性能更好，温度上升慢，可保障第一导热层1和第二导热层2间的温差发电器5持续稳定的发电。

作为一种优选的方式，导热流体流出发电装置一侧的导热管9上设有温差发电器5。在实际使用过程中，由于发电装置相邻各层结构贴紧，因此导热管9内的导热流体温度会逐渐上升，并与外界空气存在温度差，其导热流体由流体泵10带动流出后，通过导热流体流出发电装置一侧的导热管9上设有温差发电器5，可回收这些热量，提高发电总量。

作为一种优选的方式，所述第一太阳能电池4和第二太阳能电池3分别为N型太阳能电池、砷化镓太阳能电池或P型太阳能电池中的一种。

实施例2：

参见图2和图3，一种能够利用光子、光热的单管循环太阳能发电系统，包括发电装置和聚光装置，所述发电装置为层状结构，相邻各层结构贴紧，所述发电装置的各层结构依次为第二太阳能电池3、第二导热层2、温差发电器5、第一导热层1和第一太阳能电池4，所述聚光装置的聚光焦点位于第二太阳能电池3的发电板上，所述第二导热层2为封闭的导热腔8，其腔体内填充有导热流体，所述第一导热层1为导热管9，所述导热管9的一段位于发电装置内，所述导热管9上接有可带动其内部导热流体流动的流体泵10。所述聚光装置为线性菲涅尔透镜7，其带齿形的一侧与第二太阳能电池3的发电板相对设置。

在实施例中，太阳光照射至线性菲涅尔透镜7上，太阳光通过线性菲涅尔透镜7后，太阳光在第二太阳能电池3的发电板上汇聚。太阳光中光子能量被第二太阳能电池3吸收，开始进行发电。第一太阳能电池4也吸收其所接收到的光子进行发电，太阳光中的光热使第二太阳能电池3温度上升，并将热量传递至第二导热层2中，第二导热层2为封闭的导热腔8，其腔体内的导热流体吸收第二太阳能电池3传递的热量，其温度上升，继而造成第一导热层1和第二导热层2存在温度差。由于第一导热层1和第二导热层2间设有温差发电器5，且第一导热层1和第二导热层2存在温度差，因此温差发电器5将产生电流，开始发电。本实用新型能够同时利用太阳光中光子和光热，有效利用了光热，能够显著提升发电的经济性。在实际使用过程中，由于发电装置相邻各层结构贴紧，因此导热管9内的温度会逐渐上升，通过流体泵10可使导热流体流动，维持第一导热层1和第二导热层2的温度差，保障第一导热层1和第二导热层2间的温差发电器5正常发电。

作为一种优选的方式，所述导热流体为导热油或水。导热油传热性能优良，可将第二太阳能电池3过多的热量快速导出，其比热容小，温度上升快，可增大第一导热层1和第二导热层2间的温度差，增大第一导热层1和第二导热层2间温差发电器5的瞬时发电功率。水的比热容大，与其他流体相比，其储热性能更好，温度上升慢，可保障第一导热层1和第二导热层2间的温差发电器5持续稳定的发电。

作为一种优选的方式，导热流体流出发电装置一侧的导热管9上设有温差发电器5。在实际使用过程中，由于发电装置相邻各层结构贴紧，因此导热管9内的导热流体温度会逐渐上升，并与外界空气存在温度差，其导热流体由流体泵10带动流出后，通过导热流体流出发电装置一侧的导热管9上设有温差发电器5，可回收这些热量，提高发电总量。

作为一种优选的方式，所述第一太阳能电池4和第二太阳能电池3分别为N型太阳能电池、砷化镓太阳能电池或P型太阳能电池中的一种。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围。