[发明专利]光谱补偿式太阳能光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源发电领域，尤其涉及一种光谱补偿式的太阳能光伏发电系统。

背景技术

最近几年，新能源的利用技术有了长足的发展，随着世界各国的大力提倡，利用新能源（例如太阳能、风能、潮汐能、地热能、核能等）进行发电逐渐得到了应用。

目前，太阳能发电主要采用光伏发电和光热发电两种技术。光伏发电采用晶体硅太阳能电池，砷化镓太阳能电池，以及非晶硅、化合物薄膜电池等的光伏效应将太阳能转换为电能。其主要的发电技术有晶体硅太阳能电站技术，聚光光伏电站技术和光伏建筑一体化技术等几种。光热发电则主要有槽式、塔式和碟式三种形式。各种技术在全球都已经出现了一些工程实例，但是因为成本问题一直未能得到大规模推广。

在众多的太阳能电池种类中，叠层太阳能电池一直保持着最高的光电转换效率（多结的砷化镓电池理论效率更超过50％），所以聚光太阳能发电多采用叠层太阳能电池作为叠层太阳能电池件。叠层太阳能电池获得高性能叠层电池的关键问题是解决叠层太阳能电池各结之间的电流匹配，但是该问题在电池生产和现实应用过程中一直较难实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光谱补偿式太阳能光伏发电系统，用于解决现有利用叠层太阳能电池的光伏发电系统中各结之间因入射光谱不均所引起的电流失配问题。

为了解决现有技术中存在的上述问题及其他问题，本发明提供一种光谱补偿式太阳能光伏发电系统，包括：反射镜组，包括具有全太阳光谱反射功能的全光谱反射镜与对特定谱段的太阳光具有反射作用的半反射镜两种；叠层太阳能电池，设置在一载体上且受光面朝向所述反射镜组用于吸收经由所述反射镜组反射过来的太阳光并将所述太阳光转化为电能和热能；所述叠层太阳能电池为包括至少两个p-n结的多结太阳能电池；所述叠层太阳能电池表面配有可以反映照射到其太阳光谱情况的探测器，并将获得的信号反馈输出；管理控制装置，与所述叠层太阳能电池和所述反射镜组相连，用于根据从所述叠层太阳能电池反馈输出的光电转换数据分别控制所述反射镜组中的全光谱反射镜及半反射镜调整反射角度以对所述叠层太阳能电池中电流输出较弱的子电池进行聚光和/或光补偿；电力装置，与所述叠层太阳能电池相连，用于接收所述叠层太阳能电池所产生的电能并将所述电能进行转换输出。

在本发明的光谱补偿式太阳能光伏发电系统中，所述反射镜组中的全光谱反射镜及半反射镜均包括反射镜和对应配置、以驱动所述反射镜调整跟踪太阳光的反射角度的跟踪装置。所述反射镜组中的反射镜采用一维、准一维、二维以及准二维的跟踪方式中的任一种来跟踪太阳光。所述反射镜为平面镜或曲面镜。所述半反射镜为反射光谱与叠层太阳能电池需要补偿的光谱互补的光伏组板，或者表面采用镀反射膜的方式实现其对特定频谱的光起到反射功能的反射镜。

在本发明的光谱补偿式太阳能光伏发电系统中，所述叠层太阳能电池表面的探测器反馈输出的光电转换数据包括电流失配信号，所述探测器将电流失配信号反馈至所述管理控制装置，所述管理控制装置输出信号驱动半反射镜对所述叠层太阳能电池输出电流较弱的相应结进行光补偿。

在本发明的光谱补偿式太阳能光伏发电系统中，所述叠层太阳能电池采用Ⅲ-Ⅴ族化合物叠层电池、硅基叠层电池、或铜铟镓硒叠层电池。所述叠层太阳能电池为一个独立且完整的太阳能电池器件。所述叠层太阳能电池由多个分立的电池单元组成，所述电池单元之间采用串联和/或并联连接方式。所述电池单元内置有探测器，用于探测到达所述电池单元表面的太阳光和补偿光的强度。所述探测器为太阳能光谱探测器或者与所使用电池单元具有相同叠层结构的标准电池，得出反应所使用电池表面的入射光状况的数据输出至管理控制装置。所述电池单元是由一个到多个电池子单元组成，所述电池子单元之间采用串联和/或并联连接方式。

本发明提供的光谱补偿式太阳能光伏发电系统，主要是利用光学补偿的方式实现对叠层太阳能电池中输出电流较低的结进行补偿，解决电流匹配的问题，提高叠层太阳能电池的能量输出。

附图说明

图1是本发明的光谱补偿式太阳能光伏发电系统在一个实施方式中的功能框图。

图2为图1中叠层太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。