[发明专利]利用通过平面镜均匀地收集的光线和通过直接接触的冷却法的太阳光发电装置及方法

说明书

目的：本发明是涉及利用光电效应的太阳能发电装置及方法的技术，本发明的技术目的在于提供通过结合高价的太阳能电池板和相对低廉的附加装置(平面镜、太阳跟踪装置、冷却单元)来从相同面积的太阳能电池板产生更多的电力的装置及方法。构成：所述太阳能发电装置包括：框架(Frame)；太阳能电池板(Photovoltaic Panel)，布置于所述框架上，使得受光面在背向太阳的状态下与太阳光入射方向垂直；至少两个平面镜(Mirror)，布置于所述框架上，将入射的太阳光反射到所述太阳能电池板的受光面；转动机构(Rotation mechanics)，跟踪太阳光，使所述框架双轴旋转，使得太阳能电池板的受光面与太阳光入射方向垂直；及柱子(Post)，支撑所述框架和所述转动机构(Rotation mechanics)。

技术领域

本发明的技术目的在于提供具有工业实用性的太阳光发电方法及装置。尤其，本发明的技术目的在于提供通过结合太阳光的收集、太阳光跟踪、太阳能电池板的冷却来降低太阳光发电成本，从而，不依靠政府的补贴政策，也能够与火力发电或原子能发电等以往的发电方式竞争的太阳光发电技术。

背景技术

爱因斯坦发现光电现象已经有1个多世纪，且美国NASA所开发的太阳能电池被利用于人造卫星已经有半个多世纪。从数十年前起广为人知的基于太阳能电池的发电事业作为收益型自立事业还是不成功的。主要理由是因为太阳能电池板的高价格。在2013年4月目前太阳能电池板被报告为以大约1$/1W的价格可被供给。在韩国的情况下，电力供应价格被报告为大约0.1$/KWh，而对1MW级太阳能电池发电设备所需的太阳能电池板的购买价格和年间电气产生量(电力销售)进行比较如下(在韩国的情况下，在按年计算平均后换算，结果被报告为通过一天平均3.5时间左右接受1KW/m²的太阳光而可以进行太阳光发电)。

1MW级太阳能电池板价格:1,000,000$；1$/1W

1MW级太阳能电池板的年间发电量(年间产生的电力价格)：1MW×3.5h×365日＝1,277.5MWh/1年(127,750$/1年)

即，为了仅购买太阳能电池板的费用需要投入在7.8年间的电力销售收入，而考虑到其他附带费用(被报告为，除了土地费外，还需要投入大约相当于太阳能电池板价格的费用)，目前太阳光发电事业不太有吸引力。例外地，商业上电力定价为高且日射量丰富的意大利、夏威夷等几个地区被报告为达到电网平价(Grid Parity)。(Grid Parity:商业上电力价格和太阳光发电成本变得相同的时点；在韩国的情况下，电力供应价格相对低，因此难以达到电网平价。)

目前包括韩国的各国政府试图通过FIT、RPS等来开发太阳光发电产业，但因财政负担而有限制。因此，需要确保在商业上可自生的太阳光发电技术，这就是说，在太阳光发电领域需要降低电力产生成本的技术。

重要的是，通过现有的面积的太阳能电池板产生更多的电力。为此，进行提高太阳能电池的光电变换效率的试图、通过抑制太阳能电池模块的温度上升来提高太阳光发电效率的试图、通过聚光而提高相对于费用的电力产生的试图、低价的太阳能电池板产生试图等。

与本发明的技术思想最接近的现有技术是应用聚光和冷却的太阳光发电技术。

图1a～图1d为与利用收集的太阳光发电技术有关的以往公开的专利技术的代表图。按序分别示出JP 2009-545186A(图1a)、JP 2003-536244 A(图1b)、JP 2009-533841 A(图1c)、JP 2009-545877 A(图1d)专利的代表图。图1a、图1b、图1c都采用透镜或球面镜，因此，依然包括下述的现有技术的问题(参照下述的“技术方案”的“1.利用平面镜的聚光”部分)。虽然图1d在将平面镜利用于聚光的方面与本发明的内容有关，但在图1d中所示的结构下是难以实现本发明要求的高水平的聚光。