高效光伏系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光伏系统，包括具有上表面的光伏模块。流体沉积单元被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层。流体收集单元被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体。流体容器被连接为接收来自流体收集单元的流体。泵被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。本发明专利技术还提供了一种增大光伏系统效能的方法。

【技术实现步骤摘要】
高效光伏系统相关申请的交叉引用本申请要求于2013年6月28日提交的美国临时专利申请第61/840,609号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术总体涉及光伏系统领域，更具体地，涉及在能量生产方面用于增加光伏系统效能的方法和系统。
技术介绍
作为化石燃料和核能发电系统的替代方式，光伏发电系统在住宅、商业和公共设施应用中的市场持续增长。根据功率输出与太阳辐照的比率，技术的发展已经导致在光伏系统效能方面具有相对较小的增长。然而，存在导致光伏系统低效的因素，其弱化了由于技术进步带来的增量式光伏效率的增加。光伏系统将太阳辐照转变为电能。但是，太阳辐照使系统的面板发热。在升高的温度下，通过系统的光伏层产生的能量减小。光伏模块产生能量的负温度系数（介于约-0.26%每摄氏度至约-0.48%每摄氏度）导致在较高温度下严重的能量损失。另一个导致光伏系统低效的原因是太阳能从太阳能面板的玻璃上表面处反射掉。尽管玻璃是透明的，但介于约3%至8%的大量的入射辐射被反射而未到达光伏吸收层。导致光伏系统低效的又一个原因仅仅是位于面板的上表面上的尘埃等。尘埃减小了太阳能到达光伏吸收层的量并且通过吸收辐射升高了面板的温度。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种光伏系统，包括：光伏模块，具有上表面；流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自流体收集单元的流体；以及泵，被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。优选地，该光伏系统还包括：控制器，被连接为向泵供给能量。优选地，该光伏系统还包括：过滤单元，被设置为过滤由收集单元收集的流体。优选地，该光伏系统还包括：热量提取单元，被设置为从由收集单元收集的流体中提取热量。优选地，热量提取单元将从由流体收集单元收集的流体中提取的热量转化为电能。优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。优选地，流体的折射率介于约1.23和1.4之间。优选地，控制器基于光伏模块的温度向泵供给能量。优选地，控制器基于流体容器中流体的温度向泵供给能量。优选地，该光伏系统还包括：多个光伏模块，每一个光伏模块都具有上表面；多个流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；以及多个流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体，其中，流体容器被连接为接收来自流体收集单元的流体；并且泵被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。根据本专利技术的另一方面，提供了一种增大包括光伏模块的光伏系统的效能的方法，光伏模块具有上表面，该方法包括：使流体流过光伏模块的上表面。优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。优选地，流体的折射率介于约1.23和1.4之间。优选地，使流体流过光伏模块的上表面包括：将流体沉积在上表面上；收集沉积在上表面上的流体；以及返回所收集的流体以用于沉积在上表面上。优选地，该方法还包括：在返回所收集的流体之前，冷却所收集的流体。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于增大包括光伏模块的光伏发电机的效能的系统，光伏模块具有上表面，系统包括：流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自流体收集单元的流体；以及泵，被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。优选地，该系统还包括：控制器，被连接为向泵供给能量。优选地，该系统还包括：过滤单元，被设置为过滤由收集单元收集的流体。优选地，该系统还包括：热量提取单元，被设置为从由收集单元收集的流体中提取热量。优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。附图说明当结合附图阅读以下详细说明时，可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各个部件未按比例绘制。事实上，为了清楚讨论起见，各个部件的尺寸可以被任意地增大或减小。图1是根据本专利技术不同实施例的系统的部分等比例（partialisometric）、部分框图。图2是根据本专利技术的不同实施例的模块温度和功率增益的图表。图3是在空气-玻璃界面处的反射比与波长之间的关系曲线图。图4是在空气-玻璃界面处的反射比与波长、入射角之间的关系图。图5是在空气-水-玻璃界面处的反射比与波长之间的关系曲线图。图6是在空气-水-玻璃界面处的反射比与波长、入射角之间的关系图。图7是根据本专利技术的不同实施例的不同材料的折射率的图表。图8是根据本专利技术的不同实施例的工艺流程图。图9是根据本专利技术的不同实施例的大型系统的部分等比例、部分框图。具体实施方式预期结合附图来阅读对示例性实施例的这种描述，所述附图将被认为是整个说明书的一部分。在说明书中，相对位置术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其衍生词（例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等）应被解释为是指如随后所述的或者如论述中的附图所示的方位。这些相对位置术语是为了便于描述，并不要求在具体方位上构造或操作装置。除非另有明确描述，术语连接等（诸如“连接”和“互连”）是指其中的器件或节点直接或间接电连接。应该理解，本专利技术的以下内容提供了许多用于实施不同实施例的不同特征的不同实施例或实例。以下描述部件和配置的具体实例以简化本专利技术。当然，这仅仅是实例，并不用于限制本专利技术。本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身没有指定所论述的各种实施例和/或结构之间的关系。本专利技术涉及在能量生产方面，通过对光伏面板的上表面进行冷却，减小光伏面板的上表面处的反射比以及去除其上的尘埃等来增加光伏系统的效能的方法和系统。现参考附图，并且首先参考图1，通常通过标号100来指代根据本专利技术不同实施例的光伏系统。系统100包括光伏面板101。光伏面板101包括可根据不同的技术（例如，包括c-Si、a-Si、CIGS、CdTe和GaAs等）制造的光伏电池阵列。光伏电池夹置在通常固定在矩形框架中的玻璃板之间。因此，光伏面板101包括从顶端105向下倾斜至底端107的玻璃上表面103。系统100包括容纳大量流体（例如，诸如水的流体）的流体罐109，而流体可以包括不同的添加剂，其将在下文中详细描述。流体容器或流体罐109通过导管111连接至泵113。在不同的实施例中，泵113是电动操作的以将流体从流体罐109和导管111输送至导管115。导管115连接至安装在光伏面板101的顶端105的流体沉积模块117。流体沉积模块117包括管119和沿管119间隔分布的多个喷嘴121以将流体喷射到光伏面板101的上表面103上。如图1中的虚线所示，通过喷嘴121喷射的流体在光伏面板101的上表面103上方由顶端105流动至底端107。排列并配置喷嘴121以在光伏面板101的上表面103上沉积一层厚度基本均匀的流体。例如，流体层的厚度可以介于约10纳米（nm）至约3微米（mm）的范围内。流过光伏面板101的上表面103的流体被收集在安装于光伏面板101的底端107下方的流体收集模块123中。流体收集模块123包括水槽125等，以及连接导管127以将从光伏面板101的上表面103收集到的流体返回至流体罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏系统，包括：光伏模块，具有上表面；流体沉积单元，被设置为在所述光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在所述光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自所述流体收集单元的流体；以及泵，被连接为从所述流体容器向所述流体沉积单元供给流体。

【技术特征摘要】
2013.06.28 US 61/840,609;2013.08.02 US 13/957,7471.一种光伏系统，包括：光伏模块，具有上表面；流体沉积单元，被设置为在所述光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在所述光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自所述流体收集单元的流体；热电发电机，将流过所述光伏模块的上表面上的流体所吸收的热能转化为电能；泵，被连接为从所述流体储液罐向所述流体沉积单元供给流体；以及控制器，被连接为向所述泵供给能量，所述控制器使用来自气温传感器、湿度传感器和风速传感器的信息以控制所述泵的操作，其中，所述流体的折射率小于所述光伏模块的上表面的折射率；添加剂供应器，通过所述控制器操作所述添加剂供应器以将经过计量的添加剂量加入到流体中。2.根据权利要求1所述的光伏系统，包括：过滤单元，被设置为过滤由所述流体收集单元收集的流体。3.根据权利要求1所述的光伏系统，其中，所述流体的折射率介于1.23和1.4之间。4.根据权利要求1所述的光伏系统，其中，所述控制器基于所述光伏模块的温度向所述泵供给能量。5.根据权利要求4所述的光伏系统，其中，所述控制器基于所述流体容器中流体的温度向所述泵供给能量。6.根据权利要求1所述的光伏系统，包括：多个光伏模块，每一个光伏模块都具有上表面；多个流体沉积单元，被设置为在所述光伏模块的上表面上沉积流体层；以及多个流体收集单元，被设置为收集沉积在所述光伏模块的上表面上的流体，其中，所述流体容器被连接为接收来自所述流体收集单元的流体；并且所述泵被连接为从所述流体容器向所述流体沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：程子桓，朱立寰，
申请(专利权)人：台积太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71