[发明专利]一种二次聚光双重发电的太阳能发电方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到太阳能利用技术领域，具体涉及到一种二次聚光双重发电的太阳能发电方法及装置。

背景技术

在可再生能源利用领域中，太阳能光伏发电推广速度和广度得到很大的提升，现在推广的太阳能光伏发电类型多以非聚光光伏发电装置为主。但因为受制于效率和光伏板成本，非聚光光伏发电的投资回收期较长(计算国家电价补贴的情况下一般为7-10年)。而聚光光伏发电装置因为其使用的光电板面积少、效率高等优点，是未来的一种发展趋势。

现在聚光光伏发电装置对太阳光的利用一般集中于可见光等短波光，光伏板吸收可见光等短波光后进行光伏发电；而红外光等长波光由于没有被光伏板转换为电力，则会转换为热能导致光伏板升温，从而降低了光伏发电的效率和使用寿命。因此现有技术的聚光光伏发电装置基本都考虑设有冷却系统，通过冷却系统降温实现太阳能聚光光伏发电装置的正常运行。

现在的太阳能利用技术有涉及到对聚光光伏发电的长波光进行再次利用的思路，但是基本都是对太阳光进行分频后再次聚光，或者是在聚光过程中进行分频后再直接利用为主，前者由于分频元件使用面积大于等于阳光入射面积导致成本过高，而无法实现生产运维；后者的聚光载体可以就地利用,但是由于能量过于分散，其经济性和实用性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种二次聚光双重发电的太阳能发电方法，能够对太阳光的长波光进行利用，将太阳光的长波光进行输送并二次聚光后实现再次发电，提高了太阳能的利用效率。

本发明还提供一种二次聚光双重发电的太阳能发电装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种二次聚光双重发电的太阳能发电方法，其包括：

步骤1、利用菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜对入射的太阳光进行聚光；

步骤2、将经过菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜的太阳光进行分光处理，并将太阳光分为短波光和长波光；

步骤3、利用太阳光分离出来的短波光进行光伏发电；

步骤4、将从太阳光分离出来的长波光进行再次聚光后，传送至太阳能热发电单元；

步骤5、太阳能热发电单元利用再次聚光的长波光进行热发电。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中：利用偏振片将太阳光分为短波光和长波光，短波光从偏振片中穿过；长波光由于特定偏振片对长波太阳光的偏光作用，其照射方向发生偏移，长波光从偏振片的侧向射出。

作为本发明的一种改进，所述步骤4中：利用凸透镜将从太阳光分离出来的长波光变为平行光后传送至太阳能热发电单元。通过凸透镜可以将从偏振片分离出来的照射方向无序的长波光变为有序的长波光，从而可以使所有分离出来的长波光都得到有效利用，而且还可以将分离出来的长波光传送到较远的位置。

进一步地，所述分离出来的长波光聚光后经过凸透镜转换为平行光后再通过反射镜反射到太阳能热发电单元。通过凸透镜和反射镜的设置，可以将分离出来的长波光传送至更加远的位置，从而解决分离出来的长波光由于空间的制约不能模块化利用的问题，此时可以实现一个太阳能热发电单元可以对应多个凸透镜和反射镜，实现规模化和集约化发电，大大降低发电成本，同时提高发电效率。

一种二次聚光双重发电的太阳能发电装置，其包括：

菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜，用于对入射的太阳光进行一次聚光；

分光单元，用于将经过菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜的太阳光进行分光处理，从而将太阳光分为短波光和长波光；

聚光光伏发电单元，用于吸收分光单元分离出来的短波光后进行光伏发电；

二次聚光单元，用于将分光单元分离出来的长波光进行再次聚光后，传送至太阳能热发电单元；

太阳能热发电单元，利用再次聚光的长波光进行热发电。

本发明通过分光单元将太阳光分离为短波光和长波光，聚光光伏发电单元利用短波光进行光伏发电，而太阳能热发电单元利用长波光进行热发电，这一方面提高了太阳能的利用效率，另一方面将长波光用于热发电，从而避免光伏板升温，提高了光伏发电的效率和使用寿命。

作为本发明的一种改进，所述分光单元为偏振片，聚光光伏发电单元设在菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜焦点处，偏振片设在菲涅尔透镜或者菲涅尔反射镜焦点的前方用于将入射太阳光中的短波光通入到聚光光伏发电单元，二次聚光单元设在偏振片的侧向用于将经过偏振片改变照射方向的长波光传送至太阳能热发电单元。