基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，应用于新能源技术领域，能够有效缓解光伏电池热量沉积的问题，提高系统的输出效率和光谱利用率。该系统包括：光伏发电板，所述光伏发电板用于进行光伏发电；镀膜短波透镜，所述镀膜短波透镜设置于所述光伏发电板上方，所述镀膜短波透镜用于进行热量积蓄；温差发电片，所述温差发电片包括温差发电片热端和温差发电片冷端，所述温差发电片热端与所述镀膜短波透镜连接；辐射制冷装置，所述辐射制冷装置设置于所述镀膜短波透镜上方，且所述辐射制冷装置与所述温差发电片冷端连接，所述辐射制冷装置上表面设置有辐射制冷薄膜。辐射制冷装置上表面设置有辐射制冷薄膜。辐射制冷装置上表面设置有辐射制冷薄膜。

【技术实现步骤摘要】
基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统。

技术介绍

[0002]太阳能作为当下理想的可再生能源，是一种可以持续利用的清洁能源。太阳光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是利用太阳电池的光伏效应原理将太阳辐射能直接转换为电能的一种发电形式。从能源与环境的角度来看，太阳能光伏发电属于无污染的清洁可再生能源。但目前相关技术中，热电光伏管理的系统结构较为复杂，且并不能将太阳光谱辐照所有能量转换为电能，导致光伏电池热量沉积，使得光谱利用率较低以及光伏电池性能下降。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题的至少之一，本专利技术提出一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，能够有效缓解光伏电池热量沉积的问题，提高系统的输出效率和光谱利用率。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，所述系统包括：
[0005]光伏发电板，所述光伏发电板用于进行光伏发电；
[0006]镀膜短波透镜，所述镀膜短波透镜设置于所述光伏发电板上方，所述镀膜短波透镜用于进行热量积蓄；
[0007]温差发电片，所述温差发电片包括温差发电片热端和温差发电片冷端，所述温差发电片热端与所述镀膜短波透镜连接；
[0008]辐射制冷装置，所述辐射制冷装置设置于所述镀膜短波透镜上方，且所述辐射制冷装置与所述温差发电片冷端连接，所述辐射制冷装置上表面设置有辐射制冷薄膜。
[0009]根据本专利技术实施例的一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，至少具有如下有益效果：本实施例通过将镀膜短波透镜设置于光伏发电板上方，以通过镀膜短波透镜对太阳光谱的选择透过性，将部分波段的光谱投射至光伏发电板进行光伏发电，并且将其余部分的光谱进行吸收转化为热量。同时，本实施例通过将温差发电片热端与镀膜短波透镜连接，通过镀膜短波透镜积蓄的热量为温差发电片热端加热。另外，本实施例通过辐射制冷装置上表面的辐射制冷薄膜进行散热降温，且通过辐射制冷装置与温差发电片冷端连接，将温差发电片冷端温度降低，使得温差发电片热端和温差发电片冷端形成温度差，从而使得温差发电片对外输出功率。本实施例有效缓解了光伏电池热量沉积的问题，提高了系统的输出效率，并且优化了光谱能量分配与利用，拓展了太阳能光谱利用波段，提高了太阳能光谱利用率。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述镀膜短波透镜在0.3微米波段至0.9微米波段区间的光波穿透率大于或等于预设穿透率。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述光伏发电板包括砷化镓发电板或碲化镉发电板。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述温差发电片为半导体温差发电片。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述半导体温差发电片包括P型热电材料和N型热电材料。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述镀膜短波透镜设置于所述光伏发电板上方，包括：
[0015]所述镀膜短波透镜设置于距离所述光伏发电板预设距离的上方。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述辐射制冷薄膜包括混合材料辐射制冷薄膜。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述辐射制冷薄膜通过以下方法制得：
[0018]将聚二甲基硅氧烷预聚体、固化剂、乙酸乙酯以及二氧化硅混合后加热搅拌，得到混合液；
[0019]向所述混合液加入预设量的二氧化锆，搅拌得到原液；
[0020]根据所述原液制成薄膜，得到所述辐射制冷薄膜。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述原液制成薄膜，得到所述辐射制冷薄膜，包括：
[0022]通过预设操作将所述原液制成薄膜，得到所述辐射制冷薄膜；其中，所述预设操作包括吹塑法、压延法、流延法以及刮涂法中任意一种方式。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述温差发电片热端与所述镀膜短波透镜通过第一导热硅胶连接，所述辐射制冷装置与所述温差发电片冷端通过第二导热硅胶连接。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例提供的基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统原理框图。
具体实施方式
[0025]本申请实施例所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
[0027]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
[0028]太阳能作为当下理想的可再生能源，是一种可以持续利用的清洁能源。太阳光伏发电是太阳能利用的重要形式，是利用太阳电池的光伏效应原理将太阳辐射能直接转换为电能的一种发电形式。从能源与环境的角度来看，太阳能光伏发电属于真正无污染的清洁可再生能源。光伏电池是一种将太阳能转换为电能的电器设备，近年作为可再生能源引起了广泛关注。然而，传统的PV电池(光伏电池)的效率难以达到一个理想的状态，因为它只能将光谱的一小部分转化为电能，约5％至20％，而大部分的太阳能都转化为了热能。同时，传统的晶体硅太阳能电池当温度每升高一摄氏度将导致效率下降0.45％。光伏电池能够吸收约80％的太阳光谱辐照度，但是剩余的能量会危险地提高PV封装中的硅结温，导致性能下
降。目前，相关技术中，热电光伏管理的系统结构复杂，例如，对于光伏电池的冷却需要引入热管、隔热板、导热硅胶等复杂的热交换模块。且光伏电池技术目前并不能将太阳光谱辐照所有能量均转换为电能，太阳能光谱利用率较低。同时，剩余未转换成为电能的能量会转换成为热能，导致PV封装中的硅结温升高，使得光伏电池的性能下降。目前，光伏电池可利用的太阳光谱波段主要为0.3至1.1微米波段，而太阳光其余红外波段是造成热量沉积的主要因素。
[0029]基于此，本专利技术的一个实施例提供了一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，能够有效缓解光伏电池热量沉积的问题，提高系统的输出效率和光谱利用率。参照图1，本实施例提供的一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统包括：光伏发电板103、镀膜短波透镜101、温差发电片104以及辐射制冷装置102。具体地，光伏发电板103用于进行光伏发电。镀膜短波透镜101设置于光伏发电板103上方。本实施例中镀膜短波透镜101用于进行热量积蓄。容易理解的是，本实施例中镀膜短波透镜101具有选择透过性。对于照射到镀膜短波透镜101上的太阳光105，只有部分能够通过镀膜短波透镜101到达光伏发电板103，即光伏发电板波段107。而其余波段的太阳光则未能通过镀膜短波透镜101，通过镀膜短波透镜101的材料图像将其吸收并转化为热能，实现热量积蓄。同时，本实施例设置有温差发电片10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，其特征在于，所述系统包括：光伏发电板，所述光伏发电板用于进行光伏发电；镀膜短波透镜，所述镀膜短波透镜设置于所述光伏发电板上方，所述镀膜短波透镜用于进行热量积蓄；温差发电片，所述温差发电片包括温差发电片热端和温差发电片冷端，所述温差发电片热端与所述镀膜短波透镜连接；辐射制冷装置，所述辐射制冷装置设置于所述镀膜短波透镜上方，且所述辐射制冷装置与所述温差发电片冷端连接，所述辐射制冷装置上表面设置有辐射制冷薄膜。2.根据权利要求1所述的基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，其特征在于，所述镀膜短波透镜在0.3微米波段至0.9微米波段区间的光波穿透率大于或等于预设穿透率。3.根据权利要求2所述的基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，其特征在于，所述光伏发电板包括砷化镓发电板或碲化镉发电板。4.根据权利要求1所述的基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，其特征在于，所述温差发电片为半导体温差发电片。5.根据权利要求4所述的基于太阳能与辐射制冷的光伏热电系统，其特征在于，所述半导体温差发电片包括P型热电材料和N型热电材料。6.根据权利要求1所述的基于太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕松，邓经彩，徐斌，冯梦棋，郭营，吴洋洋，史国庆，张明明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：