混合光生伏打系统及其方法技术方案

本发明专利技术名称是“混合光生伏打系统及其方法”。混合系统(10)包括配置成接收太阳能并且将太阳能转换为电能的光生伏打系统(12)。冷却系统(18)耦合到光生伏打系统(12)，并且配置成使冷却流体通过冷却系统(18)循环，以便从光生伏打系统(12)去除热量以冷却光生伏打系统(12)。第一装置(20)经由升温器(22)耦合到冷却系统(18)，并且配置成从冷却系统(18)接收已加热冷却流体。升温器(22)配置成把从冷却系统(18)馈送到第一装置(20)的已加热冷却流体的温度从第一温度实质提高到第二温度。第一装置(20)包括配置成生成电力的废热回收系统(24)、配置成冷却第二装置(28)的蒸汽吸收机器(26)、热水供应单元(30)、水蒸馏单元(32)、水淡化单元(34)或者它们的组合。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及混合系统，更具体来说，涉及具有光生伏打系统和耦合到光生伏打系统的冷却系统的装置的混合系统。
技术介绍
太阳能被认为是相对于传统形式的能量的备选能源。太阳能转换系统用于将太阳能转换成电能。太阳能转换系统通常包括光生伏打模块、光电池或太阳能电池，它们将太阳能转换成电能，供直接使用或者供存储和以后使用。将太阳能转换为电能包括在太阳能电池接收光、如阳光；将阳光吸收到太阳能电池中；生成和分离正、负电荷，从而在太阳能电池中产生电压；以及通过耦合到太阳能电池的端子来收集和传递电荷。太阳能模块主要用于住宅和商业区域、即由电力公司的电网所服务的区域。由太阳能模块所生成的电能的量与模块内的电池吸收的太阳能的量直接相关，吸收的太阳能的量又受到电池效率、电池覆盖的表面面积以及入射到电池上的阳光的强度或亮度影响。光生伏打模块的成本随光生伏打电池增加的表面面积覆盖而增加。一种用于降低与光生伏打模块关联的成本的方式是通过光学聚集技术。通过采用光学聚集，减少叠层内的电池覆盖面积。通过使用光学聚集技术将阳光聚焦到光生伏打模块，具有较高效率光生伏打电池的聚集光生伏打模块能够获得比非聚集硅模块更高的功率密度。换言之，阳光的较高聚集连同高效率光生伏打电池一起得到了较高功率密度。但是，增加的太阳能聚集引起光生伏打模块的发热，从而引起光生伏打材料的温度的增加。光生伏打模块的温度的增加降低光生伏打模块的效率，从而导致光生伏打模块的性能降低。因此，从光生伏打模块生成的有效功率受到限制。需要一种克服本文所述缺点的改进系统。
技术实现思路
按照本专利技术的一个示范实施例，公开一种混合系统。混合系统包括光生伏打系统， 它配置成接收太阳能并且将太阳能转换为电能。冷却系统耦合到光生伏打系统，并且配置成使冷却流体通过冷却系统循环，以便从光生伏打系统去除热量以冷却光生伏打系统。第一装置耦合到冷却系统，并且配置成从冷却系统接收已加热冷却流体。第一装置包括配置成生成电力的废热回收系统、配置成冷却第二装置的蒸汽吸收机器、热水供应单元、水蒸馏单元、水淡化单元或者它们的组合。按照本专利技术的另一个示范实施例，公开一种操作混合系统的方法。 附图说明通过参照附图阅读以下详细描述，会更好地理解本专利技术的这些及其它特征、方面和优点，附图中，相似符号在附图中通篇表示相似部件，其中图1是按照本专利技术的一个示范实施例的混合系统的图解表示；图2是按照本专利技术的一个示范实施例、具有冷却系统的混合系统的示意表示；图3是按照本专利技术的一个示范实施例、具有与光生伏打系统组合的废热回收系统的混合系统的图解表示；图4是按照本专利技术的一个示范实施例、具有经由导热油环路耦合到光生伏打系统的冷却系统的废热回收系统的混合系统的图解表示；图5是示出按照本专利技术的一个示范实施例、由混合系统所生成的电功率的变化与温度的图形表示；图6是示出按照本专利技术的一个示范实施例、混合系统的有效电效率的变化与温度的图形表示；图7是示出按照本专利技术的一个示范实施例、混合系统的电功率与温度的图形表示；以及图8是示出按照本专利技术的一个示范实施例、混合系统的组合电效率与温度的图形表不。具体实施例方式如下文中参照图1-8的实施例所述，公开一种混合系统。混合系统包括光生伏打系统，它配置成接收太阳能并且将太阳能转换为电能。冷却系统耦合到光生伏打系统，并且配置成使冷却流体通过冷却系统循环，以便从光生伏打系统去除热量以冷却光生伏打系统。第一装置耦合到冷却系统，并且配置成从冷却系统接收已加热冷却流体。第一装置包括配置成生成电力的废热回收系统、配置成冷却第二装置的蒸汽吸收机器、热水供应单元、 水蒸馏单元、水淡化单元或者它们的组合。按照本专利技术的另一个实施例，公开一种用于操作混合系统的方法。示范光生伏打系统的效率实质增加，从而引起光生伏打模块的性能提高。参照图1，公开混合系统10的框图。混合系统10包括具有太阳能聚集器14的光生伏打系统12，太阳能聚集器配置成接收太阳能，并且还配置成聚集太阳能并且将其引导至光生伏打模块16。太阳能聚集器14配置成以性能的最小降级接受来自宽范围的入射通量角的光线。入射到光生伏打模块16上的太阳能直接透过上述太阳能聚集器14，或者通过全内反射透过太阳能聚集器14，或者这两者的组合。太阳能聚集器14可包括折射聚集器、 反射聚集器或者它们的组合。光生伏打模块16可包括电耦合的多个光生伏打电池，并且还可嵌入保护封装(未示出)中。保护封装配置成向光生伏打电池提供强度，并且还保护光生伏打电池免受极端环境条件。光生伏打模块16能够通过使用太阳能聚集器14将阳光聚焦到光生伏打模块16 来获得较高功率密度。换言之，阳光的较高聚集导致较高功率密度。但是，增加的太阳能聚集导致光生伏打模块16的发热，从而引起光生伏打材料的温度的增加。主动冷却系统18 耦合到光生伏打模块16，并且配置成使冷却流体通过冷却系统18循环，以便从光生伏打模块16去除热量以冷却光生伏打模块16。在一个实施例中，冷却流体包括水。在另一个实施例中，冷却流体包括与甘醇混合的水。在某些其它实施例中，冷却流体可包括油或气体。第一装置20经由升温器22、例如太阳能真空管集热器耦合到冷却系统18。第一装置20配置成经由升温器22从冷却系统18接收已加热冷却流体。在一个实施例中，第一装置20包括配置成生成电力的废热回收系统24。废热回收系统24配置成从已加热冷却流体去除热量，并且生成电力。在另一个实施例中，第一装置20包括蒸汽吸收机器26，蒸汽吸收机器26配置成从冷却流体去除热量并且冷却第二装置28。第二装置28可以是具有冷却要求的任何应用。在又一个实施例中，第一装置20包括热水供应单元30。在又一个实施例中，第一装置20包括水蒸馏单元32，水蒸馏单元32配置成从冷却流体去除热量并且对水进行蒸馏。在又一个实施例中，第一装置20包括水淡化单元34，水淡化单元34配置成从冷却流体去除热量并且对水进行淡化。在某些实施例中，第一装置20包括本文所述装置的组合ο升温器22配置成把从冷却系统18馈送到第一装置20的已加热冷却流体的温度从第一温度(例如70摄氏度)实质提高到第二温度(例如110摄氏度)。按照常规，将光生伏打系统冷却到相对较低温度、例如70摄氏度。但是，处于这种较低温度的冷却流体不会提供其它应用可能性。在所示实施例中，太阳能升温器22的使用便于以低温来操作光生伏打系统12，并且还升高其它应用可能性所需的冷却流体的温度。参照图2，公开混合系统10的示意表示。在所示实施例中，光生伏打模块16包括相互电耦合的多个光生伏打电池36。如前面所述，主动冷却系统18耦合到光生伏打模块 16，并且配置成使冷却流体通过冷却系统18循环，以便从光生伏打模块16去除热量以冷却光生伏打模块16。在所示实施例中，冷却系统18包括用于馈入冷却流体的入口 38和用于馈出冷却流体的出口。本文中应当注意，冷却系统18的配置是一个示范实施例，而不应当被理解为限制。又如上所述，第一装置20经由升温器22耦合到冷却系统18。第一装置20 配置成经由升温器22从冷却系统18接收已加热冷却流体。参照图3，公开混合系统10的示意表示。主动冷却系统18耦合到光生伏打模块 16，并且配置成使冷却流体通过冷却系统18循环，以便从本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种混合系统（１０），包括：光生伏打系统（１２），配置成接收太阳能，并且将所述太阳能转换为电能；冷却系统（１８），耦合到所述光生伏打系统（１２），并且配置成使冷却流体通过所述冷却系统（１８）循环，以便从所述光生伏打系统（１２）去除热量以冷却所述光生伏打系统（１２）；以及第一装置（２０），耦合到所述冷却系统（１８），并且配置成从所述冷却系统（１８）接收已加热冷却流体，其中所述第一装置（２０）包括配置成生成电力的废热回收系统（２４）、配置成冷却第二装置（２８）的蒸汽吸收机器（２６）、热水供应单元（３０）、水蒸馏单元（３２）、水淡化单元（３４）或者它们的组合。

【技术特征摘要】
2010.06.18 US 12/8183841.一种混合系统(10)，包括光生伏打系统(12)，配置成接收太阳能，并且将所述太阳能转换为电能；冷却系统(18)，耦合到所述光生伏打系统(12)，并且配置成使冷却流体通过所述冷却系统(18)循环，以便从所述光生伏打系统(12)去除热量以冷却所述光生伏打系统(12)； 以及第一装置(20)，耦合到所述冷却系统(18)，并且配置成从所述冷却系统(18)接收已加热冷却流体，其中所述第一装置(20)包括配置成生成电力的废热回收系统(24)、配置成冷却第二装置(28)的蒸汽吸收机器(26)、热水供应单元(30)、水蒸馏单元(32)、水淡化单元 (34)或者它们的组合。2.如权利要求1所述的混合系统(10)，还包括升温器(22)，所述升温器(22)设置在所述冷却系统(18)与所述第一装置(20)之间，并且配置成把从所述冷却系统(18)馈送到所述第一装置(20)的所述已加热冷却流体的温度从第一温度实质增加到第二温度。3.如权利要求1所述的混合系统(10)，其中，所述废热回收系统(24)包括配置成使有机工作流体循环的兰金循环系统。4.如权利要求1所述的混合系统(10)，其中，所述冷却流体包括水或者与甘醇混合的水。5.如权利要求1所述的混合系统(10)，其中，所述蒸汽吸收机器(26)配置成从所述冷却系统(18)的冷却流体去除热量，并且冷却所述第二装置(28)。6.如权利要求1所述的混合系...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·查特吉，O·G·迈尔，J·H·斯特隆伯格，C·S·K·贝洛尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US