[发明专利]一种不同禁带光伏电池级联的热光伏系统及其热能回收方法

说明书

本发明公开了一种不同禁带光伏电池级联的热光伏系统及其热能回收方法。包括进气口、燃烧腔，所述燃烧腔内设置有辐射器及光伏电池组件；光伏电池组件固定在燃烧腔内壁面上，在燃烧腔沿燃料及燃烧产物流动的方向上分段布置禁带宽度依次递减的光伏电池组组件及与相应光伏电池组件匹配的辐射器,所述辐射器设置在光伏电池组件远离燃烧腔壁面的一侧，且所述的辐射器和光伏电池组件之间由滤波装置或真空层隔开。由于本系统利用多种不同禁带电池分级利用燃烧器中不同波段的辐射能，能源利用高，提高了传统热光伏系统的系统效率。

技术领域

本发明涉及热光伏供电领域，尤其涉及一种不同禁带光伏电池级联的热光伏系统及其热能回收方法。

背景技术

偏远地区、野外的供电方案一般有太阳能供电、柴油发动机供电和蓄电池发电几种。其中太阳能供电装置体积大、单位面积的能量转换效率低，而且具有阴雨天气或夜晚无法正常供电的缺陷；柴油发电机组则存在能耗大、安全性低、布线复杂、体积庞大不易携带和对野外复杂环境适应性不加等缺陷；而蓄电池发电则存在续航短、野外环境充电困难及重量较大的缺陷。

因此，有必要提供一种便携式、能量密度高、环境适应性强且续航持久的野外供电系统

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不同禁带光伏电池级联的热光伏系统及其热能回收方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:

一种不同禁带光伏电池级联的热光伏系统，包括进气口、燃烧腔，所述燃烧腔内设置有辐射器及光伏电池组件；光伏电池组件固定在燃烧腔内壁面上，在燃烧腔沿燃料及燃烧产物流动的方向上分段布置禁带宽度依次递减的光伏电池组组件及与相应光伏电池组件匹配的辐射器,所述辐射器设置在光伏电池组件远离燃烧腔壁面的一侧，且所述的辐射器和光伏电池组件之间由滤波装置或真空层隔开。所述分段级联的辐射器在不同分区吸收来自燃烧器的热能，并向所述相应匹配的光伏电池组件释放热辐射，所述光伏组件吸收所述热辐射并将其转换为电能。

作为本发明的进一步改进，所述的燃烧腔内壁面可以部分或全部布置光伏电池组件。

作为本发明的进一步改进，所述的燃烧腔腔壁面上设置有散热装置。散热装置可以设置在燃烧腔腔壁表面上，也可以通过在生产燃烧腔腔壁时，即在器壁内部设置冷却管道。

作为本发明的进一步改进，所述的光伏电池组件共两段；沿燃料及燃烧产物流动的方向依次为硅光伏电池组件、锑化镓电池组件。

作为本发明的进一步改进，所述的光伏电池组件共三段；沿燃料及燃烧产物流动的方向依次为硅光伏电池组件、锑化镓电池组件、锑砷化铟钾电池组件。

作为本发明的进一步改进，所述辐射器为稀土氧化物辐射器、光子晶体辐射器或超材料辐射器。辐射器的作用是减少低于或过度高于光伏电池组件禁带的光子被电池组件吸收

作为本发明的进一步改进，所述的进气口处设置有多孔介质帽；所述的多孔介质帽为由不锈钢及铜粉末构成；多孔介质帽呈倒置的V型结构，V型开口正对燃料进气方向；所述的多孔介质帽的孔隙大小为1-100mm。多孔介质帽的目的是增大反应面积、实现回热，并有利于液膜蒸发

作为本发明的进一步改进，所述的燃烧腔中填充多孔介质，所述多孔介质为SiC、氧化铝或两者的混合物。填充多孔介质的目的是使燃烧腔的温度分布均匀并达到辐射要求。

所述热光伏系统的热能回收方法包括如下步骤：

预混后的燃料通过进气口进入燃烧腔燃烧，在燃烧腔沿燃料及燃烧产物流动的方向上分段布置禁带宽度依次递减的光伏电池组组件及与相应光伏电池组件匹配的辐射器；燃烧腔温度随燃料及燃烧产物流动的方向逐渐降低；