太阳能发电装置及利用太阳能发电的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能发电装置及利用太阳能发电的方法。
【背景技术】
[0002]随着煤炭、石油等传统能源渐渐枯竭和全球变暖、空气污染等生态环境恶化现象愈发严重，太阳能以其储量巨大，安全清洁的优势将成为未来最有可能大规模应用的新能源之一。目前，太阳能发电技术主要有两个发展方向:光伏发电和光热发电。光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转化为电能的发电方式，作为一种传统的太阳能发电形式，已在全球范围内逐步得到应用。光热发电是使用太阳能集热器把收集到的太阳辐射能发送至接收器产生热空气或热蒸汽，用传统的电力循环来产生电能，根据太阳能聚光形式的不同，可分为槽式系统、塔式系统和碟式系统三类。热电堆发电是区别于以上两种方式的另一种发电形式，它利用赛贝克效应，可直接将太阳光能转化成电能的一种元件。热电堆发电的原理是:两种不同金属构成的回路中，如果两种金属的结点处温度不同，该回路中就会产生温差电动势。由此可见，热电堆的作用是直接将太阳光的热能转换成电能，若能得到合理的应用，其转换效率将高于传统的光热发电技术。但是，现有的热电堆发电多是利用工业废热(气)、锅炉余热等热量，并且结构复杂、成本高，很少在家庭中使用，不能广泛适用于人们的日常生活。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种太阳能发电装置，能够基于热电堆发电技术进行发电。
[0004]一种太阳能发电装置，包括:聚热器、储水装置和热电转换装置；所述聚热器将太阳光转换为热能并对水介质进行加热，被加热的所述水介质被输送到所述储水装置中储存；所述热电转换装置设置在所述储水装置的内、外壁上，利用所述热电转换装置的上、下层或内、外侧的温差生成电能。
[0005]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述热电转换装置包括:热电半导体薄膜器件；所述热电半导体薄膜器件由上保护膜、中间层薄膜和下保护模组成；在所述中间层薄膜上敷设多个串联的半导体发电单元，所述半导体发电单元为由N型和P型半导体材料组成的电偶对。
[0006]根据本发明的一个实施例，进一步的，在所述中间层薄膜上敷设纵向排列的多列半导体发电单元，其中，每列半导体发电单元中的多个半导体发电单元依次串联；相邻的两列半导体发电单元分别位于所述热电转换装置的上、下层或内、外侧，并在所述热电转换装置中的空隙处填充隔热材料。
[0007]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述聚热器包括:透光层、吸热层和水箱；所述吸热层由多个真空聚热管组成，所述透光层与吸热层之间为真空层；所述真空聚热管内的金属条带的一端与所述水箱的外壁相连接，传导热能。
[0008]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述储水装置包括:储水罐；所述储水罐储存被所述聚热器加热的所述水介质；所述半导体薄膜热电转换装置与储水罐的形状相同，所述热电转换装置套接在所述储水罐的外壁上，所述热电转换装置的内侧为高温层，与所述储水罐的外壁接触；所述热电转换装置的外侧为低温层，与空气接触；所述热电转换装置利用所述低温层和高温层的温差生成电能。
[0009]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述储水装置包括:供水管路和设置在所述供水管路上的供水阀门；所述供水管路包括出水管和回水管；其中，在供水阀门开启的状态下，所述储水罐中的水介质通过所述出水管流入空调热水机组或地暖系统，经过所述空调热水机组或地暖系统冷却的水介质通过所述回水管返回所述储水罐。
[0010]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述储水装置包括:温度控制装置、热水循环系统；所述热水循环系统用于将所述水箱中加热的水介质输送到所述储水罐、并将所述储水罐中的水介质输送到所述水箱中进行加热；其中，当所述温度控制装置判断所述储水罐中水介质的温度小于预设的温度阈值时，控制所述热水循环系统运行。
[0011]根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括:逆变器；所述逆变器与所述热电转换装置电连接，用于将所述热电转换装置生成的电能进行直流-交流转换，并将转换后的电能接入家庭内部交流电网或者公共电网，或者将转换后的电能发送到蓄电池进行存储。
[0012]本发明要解决的一个技术问题是提供利用太阳能发电的方法，基于热电堆发电技术进行发电。
[0013]一种利用太阳能发电的方法，包括:聚热器将太阳光转换为热能对水介质进行加热，被加热的所述水介质被输送到储水装置中储存；设置在储水装置内、外壁上的热电转换装置利用其上、下层或内、外侧的温差生成电能。
[0014]根据本发明的一个实施例，进一步的，储水罐储存被所述聚热器加热的所述水介质，所述热电转换装置套接在所述储水罐的外壁上，所述热电转换装置利用低温层和高温层的温差生成电能；其中，所述热电转换装置的内侧为高温层；所述热电转换装置的外侧与空气接触，为低温层。
[0015]根据本发明的一个实施例，进一步的，将供水阀门开启，所述储水罐中的水介质通过供水管路的出水管流入空调热水机组或地暖系统，经过所述空调热水机组或地暖系统冷却的水介质通过供水管路的回水管返回所述储水罐。
[0016]根据本发明的一个实施例，进一步的，所述聚热器中真空聚热管内的金属条带的一端与所述聚热器的水箱的外壁相连接，传导热能；热水循环系统将所述水箱中加热的水介质输送到所述储水罐、并将所述储水罐中的水介质输送到所述水箱中进行加热；当温度控制装置判断所述储水罐中水介质的温度小于预设的温度阈值时，控制所述热水循环系统运行。
[0017]根据本发明的一个实施例，进一步的，逆变器与所述热电转换装置电连接，将所述热电转换装置生成的电能进行直流-交流转换，并将转换后的电能接入家庭内部交流电网或者公共电网，或者将转换后的电能发送到蓄电池进行存储。
[0018]本发明的太阳能发电装置以及利用太阳能发电的方法，基于热电堆发电技术进行发电，成本低，能够24小时发电，功率稳定，可根据家庭用电负荷进行发电，并可以为家庭提供生活热水，同时还可以实现能量存储的目的，避免了电能较难存储或费用较高的问题，从而达到大幅度提高太阳能综合转换效率的目的，能够广泛应用。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1A、1B为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中聚热器的结构示意图；
[0021]图2A、2B为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中聚热管结构与安装示意图；
[0022]图3为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中储水装置的结构示意图；
[0023]图4为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中半导体薄膜层结构示意图；
[0024]图5为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中PN结串联回路刻蚀纹理示意图；
[0025]图6为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中平板型热电转换装置结构示意图；
[0026]图7A、7B为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中圆筒型热电转换器结构示意图；
[0027]图8为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例中逆变器的功能示意图；
[0028]图9为根据本发明的太阳能发电装置的一个实施例的整体结构示意图；
[0029]图10为根据本发明的利用太阳能发电的方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员