【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能光伏与光热技术，具体涉及一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统。
技术介绍
1、人类利用太阳能作为清洁能源的开发有超过百年的历史，日渐成熟的主要技术途径是光伏发电技术与光热技术。
2、太阳能光伏发电技术的主要原理是利用半导体材料吸收太阳光的短波部分来激发电子跃迁，形成光生伏打效应产生电势输出电流的发电技术。光伏发电技术在近20年的发展中通过新材料与新工艺的创新得到了极大的改善提升，成本大幅度下降，实现了大规模化商用，已成为太阳能利用的主流。已规模化商用的光伏发电产品其光电转换效率达到了25%-28%，但存在转换效率进一步提升比较困难和缓慢，高温环境下使用转换效率下降，光能综合利用效率偏低，储能成本高不利于错峰消纳，可调度性差等突出矛盾，制约着产业的推广与发展进步。
3、光热技术是收集太阳光通过光热转换来加以利用，由于阳光的能流密度低不通过聚光难以提高工质的温度，使应用场景受限，因此光热技术中的聚光光热（csp）技术近年来发展迅速。目前聚光光热技术的主要路径有利用平面反射镜阵列聚光的塔式与线性菲涅尔式，抛物面反射镜聚光的槽式与碟式四种结构，利用好阳光中的红外波段的热辐射对光热转换效率的提升起关键作用。聚光光热技术相对光伏发电技术具有储能成本低，有利于错峰消纳，可调度性强的优势，但存在建站成本高，能效比不高，经济性不强等突出矛盾。现有技术中，已经相对成熟应用的塔式、槽式、线性菲涅尔式、碟式所采用的技术结构其集热器位于镜场上方（指向天空），系统在运行过程中，不仅会发生集热器遮挡镜场阳光形成
4、同时，现有的太阳能光伏发电与聚光光热技术应用由于路径不同普遍存在相对独立，彼此分离的现状，二者尚未有效融合实现优势互补。为此，人们为实现安全性、经济性更好的阳光资源综合开发利用，持续在追求光能利用效率提升的新方法和新途径，其中围绕如何利用好阳光光谱全波段提升效能、综合光伏发电与聚光光热技术优势，实现光热一体化应用是未来太阳能最具发展前景和发展潜力的重点方向。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，实现光伏光热一体化应用，整体提升光能的综合利用效率。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，由透明基材101与光谱分频光学薄膜102组成集热反射镜100，其特征在于：光谱分频光学薄膜102将入射的太阳光分为两个波段：光伏电池的响应光谱λuv-λc nm的透射频谱1波段和聚光集热用λc-≥2500nm的反射频谱2波段；透射频谱1波段的光束入射至光伏发电板200，实现光伏发电；反射频谱2波段的光束反射至集热器300，对集热器300进行加热。
4、所述透射频谱1波段与反射频谱2波段的光谱波长范围依据使用的光伏电池不同类型的响应光谱选择确定。
5、所述光谱分频光学薄膜102为包含介电材料sio2、si3n4、tio2、al2o3、aloxny、nb2o5、ta2o5、bi2o3、nd2o3、hfo2、zro2、la2o3、mgo、mgf2中的二种或二种以上折射率高低不同的材料组合的多层介质膜系。
6、所述光谱分频光学薄膜102还包含与金属ag、al、au、cu、cr、ni中的一种或多种组合构成金属-介质复合多层膜系。
7、所述光谱分频光学薄膜102位于透明基板101的上表面，或位于透明基板101的下表面。
8、所述集热反射镜100与光伏发电板分立组合结构，或作为光伏发电板的面板直接贴合的结构。
9、所述集热反射镜100由多个阵列布置，形成聚光集热反射镜阵列a100，所述光伏发电板200、集热器300位于聚光集热反射镜阵列的下方；所述聚光集热反射镜阵列a100由n组（1-kn）宽度为l的集热反射镜100相对光学中心对称排列构成，在阳光接受范围为d的区域内，聚光集热反射镜阵列a100中的任一组（ki）集热反射镜的倾角θi、与光学中心线的距离di、位置高度hi满足将分频的反射光谱2波段的光束全部导入至光学中心下方的集热器300，构成聚光集热单元；在聚光集热反射镜阵列下方安装的光伏发电板200接受透射频谱1波段的光束，构成光伏发电单元；二者整体构成聚光集热与光伏发电组合系统。
10、所述聚光集热反射镜阵列a100采用高透光玻璃或其他高透光材料作为上下盖板封闭为一个独立单元，或与下方的光伏发电板200组合封闭成一个整体。
11、所述集热反射镜100与光伏发电板200贴合成一个整体结构作为塔式聚光集热反射镜，光伏发电板接受透射频谱1波段的光束，将反射频谱2波段的光束导入集热塔，整体构成塔式聚光集热与光伏发电组合系统。
12、所述集热反射镜为曲面的槽式或碟式集热反射镜，与光伏发电板形成二种不同的组合方式，光伏发电板接受透射频谱1波段的光束，将反射频谱2波段的光束导入集热器，整体构成槽式或碟式聚光集热与光伏发电组合系统。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
14、通过光谱分频的集光聚热反射镜与光伏发电板的有效组合，不仅提升了阳光光谱全波段的利用效率，而且可解决光伏与光热彼此分立独立建站的难题，极大地促进光伏技术与光热技术融合发展，实现光伏发电与聚光光热的优势互补。
15、通过独特的聚光反射镜阵列结构设计，破解了现有技术聚光光热系统集热器不能在聚光镜下部安装的难题，实现了光伏光热一体化组合，在有效提升阳光综合利用效能的同时使系统的建站、安装、运维成本降低，具有较强安全性与经济性。
16、利用本专利技术可以弥补现有技术存在的不足，对现有聚光光热的主要技术（塔式、线性菲涅尔式、槽式、碟式）采用与光谱分频集光反热镜相组合方式，可以将聚光光场从单一的聚光集热场便捷地转换为光伏光热组合系统，有效降低建站的综合成本，提升镜场的利用效率，使现有系统的经济性得到有效改善。
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1.一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，由透明基材（101）与光谱分频光学薄膜（102）组成集热反射镜（100），其特征在于：光谱分频光学薄膜（102）将入射的太阳光分为两个波段：光伏电池的响应光谱λuv -λc nm的透射频谱1波段和聚光集热用λc -≥2500nm的反射频谱2波段；透射频谱1波段的光束入射至光伏发电板（200），实现光伏发电；反射频谱2波段的光束反射至集热器（300），对集热器（300）进行加热。
2.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述透射频谱1波段与反射频谱2波段的光谱波长范围依据使用的光伏电池不同类型的响应光谱选择确定。
3.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述光谱分频光学薄膜（102）为包含介电材料SiO2、Si3N4、TiO2、Al2O3、AlOXNY、Nb2O5、Ta2O5、Bi2O3、Nd2O3、HfO2、ZrO2、La2O3、MgO、MgF2中的二种或二种以上折射率高低不同的材料组合的多层介质膜系。
4.根据权利要求
5.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述光谱分频光学薄膜（102）位于透明基板（101）的上表面，或位于透明基板（101）的下表面。
6.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述集热反射镜（100）与光伏发电板分立组合结构，或作为光伏发电板的面板直接贴合的结构。
7.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述集热反射镜（100）由多个阵列布置，形成聚光集热反射镜阵列（A100），所述光伏发电板（200）、集热器（300）位于聚光集热反射镜阵列的下方；所述聚光集热反射镜阵列（A100）由n组（1-Kn）宽度为L的集热反射镜（100）相对光学中心对称排列构成，在阳光接受范围为D的区域内，聚光集热反射镜阵列（A100）中的任一组（Ki）集热反射镜的倾角θi、与光学中心线的距离di、位置高度hi满足将分频的反射光谱2波段的光束全部导入至光学中心下方的集热器（300），构成聚光集热单元；在聚光集热反射镜阵列下方安装的光伏发电板（200）接受透射频谱1波段的光束，构成光伏发电单元；二者整体构成聚光集热与光伏发电组合系统。
8.根据权利要求书7所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述聚光集热反射镜阵列（A100）采用高透光玻璃或其他高透光材料作为上下盖板封闭为一个独立单元，或与下方的光伏发电板（200）组合封闭成一个整体。
9.根据权利要求书6所述的一种光谱分频聚光集热与光伏发电组合系统，其特征在于：所述集热反射镜（100）与光伏发电板（200）贴合成一个整体结构作为塔式聚光集热反射镜，光伏发电板接受透射频谱1波段的光束，将反射频谱2波段的光束导入集热塔，整体构成塔式聚光集热与光伏发电组合系统。
10.根据权利要求书6所述的一种光谱分频聚光集热与光伏发电组合系统，其特征在于：所述集热反射镜为曲面的槽式或碟式集热反射镜，与光伏发电板形成二种不同的组合方式，光伏发电板接受透射频谱1波段的光束，将反射频谱2波段的光束导入集热器，整体构成槽式或碟式聚光集热与光伏发电组合系统。
...【技术特征摘要】
1.一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，由透明基材（101）与光谱分频光学薄膜（102）组成集热反射镜（100），其特征在于：光谱分频光学薄膜（102）将入射的太阳光分为两个波段：光伏电池的响应光谱λuv -λc nm的透射频谱1波段和聚光集热用λc -≥2500nm的反射频谱2波段；透射频谱1波段的光束入射至光伏发电板（200），实现光伏发电；反射频谱2波段的光束反射至集热器（300），对集热器（300）进行加热。
2.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述透射频谱1波段与反射频谱2波段的光谱波长范围依据使用的光伏电池不同类型的响应光谱选择确定。
3.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述光谱分频光学薄膜（102）为包含介电材料sio2、si3n4、tio2、al2o3、aloxny、nb2o5、ta2o5、bi2o3、nd2o3、hfo2、zro2、la2o3、mgo、mgf2中的二种或二种以上折射率高低不同的材料组合的多层介质膜系。
4.根据权利要求书3所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述光谱分频光学薄膜（102）还包含与金属ag、al、au、cu、cr、ni中的一种或多种组合构成金属-介质复合多层膜系。
5.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述光谱分频光学薄膜（102）位于透明基板（101）的上表面，或位于透明基板（101）的下表面。
6.根据权利要求书1所述的一种光谱分频集热反射镜与光伏光热组合系统，其特征在于：所述集热反射镜（100）与光伏发电板分立组合结构，或作为光伏发电板的面板直接贴...
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