一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新能源技術領域，尤其涉及一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統。
【背景技術】
[0002]太陽能是一種干凈的可再生的新能源，越來越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用。其中之一就是將太陽能轉換為電能，太陽能電池就是利用太陽能工作的。而太陽能熱電站的工作原理則是利用匯聚的太陽光，把水燒至沸騰變為水蒸氣，然后用來發電。
[0003]太陽能的能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)，是太陽中的氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。我們生活所需的煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來后，再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。此外，水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。
[0004]當前，晶體娃材料(包括多晶娃和單晶娃)是最主要的光伏材料，其市場占有率在90%以上，而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用于電子級多晶硅占55%左右，太陽能級多晶硅占45%，隨著光伏產業的迅猛發展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導體多晶硅的發展，預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增長了 17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。
[0005]現有的太陽能發電高溫下發電效率大大降低，對光照角度不可調節，較高的生產成本，過大的體積，15%的發電效率，10年的使用壽命。

【發明內容】

[0006]本發明實施例的目的在于提供一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統，旨在解決現有供電系統在高溫下發電效率低、對光照角度不可調節、生產成本較高、體積過大、發電效率低，使用壽命短等問題。
[0007]本發明實施例是這樣實現的，一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統，該聚光光伏溫差復合路燈供電系統包括:菲涅爾聚光鏡、砷化鎵太陽能電池板、溫差發電片、散熱片、伺服電機、PLC、光敏電阻組件；
[0008]菲涅爾聚光鏡內側底部設置砷化鎵太陽能電池板，砷化鎵太陽能電池板的下方設置溫差發電片，溫差發電片的下方設置散熱片，菲涅爾聚光鏡外側的底部連接伺服電機，伺服電機連接PLC，PLC連接光敏電阻組件；PLC和光敏電阻組件組成太陽光追蹤系統。
[0009]進一步，菲涅爾透鏡聚光倍數達到500倍，焦點溫度達上百攝氏度。
[0010]進一步，半導體的溫差發電片兩面溫差達100 °C時，單枚輸出電壓4.8V，電流669MA，最高承受200°C。
[0011]進一步，由菲涅爾聚光鏡、砷化鎵太陽能電池板、溫差發電片、散熱片組成的太陽能發電板模組的溫差發電片有8片，砷化鎵太陽能電池板達16塊，模組總功率為140W。
[0012]進一步，由PLC和光敏電阻組件組成太陽光追蹤系統120°檢測太陽位置，并將太陽能與聚光透鏡角度調節，調整太陽能板直對太陽。
[0013]本發明提供的聚光光伏溫差復合路燈供電系統，通過菲涅爾聚光鏡將太陽光集聚在砷化鎵太陽能電池板上，然后通過附著在背面的溫差發電片對其進行降溫，提高了砷化鎵太陽能電池板的發電效率，同時溫差發電片也將廢熱轉換成電能，同時由臺達PLC組成的太陽光追蹤系統保證了發電系統始終處在直射光照狀態，使得整個系統發電效率大大提高。通過智能充放電系統組成了野外路燈供電系統。本發明的一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統的總效率大幅提高，效率可達50 %，可組網結合，增加逆變器，并網入市電。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施例提供的聚光光伏溫差復合路燈供電系統結構示意圖；
[0015]圖2是本發明實施例提供的砷化鎵與單晶硅太陽能發電溫度效應對比示意圖；
[0016]圖中:1、菲涅爾聚光鏡；2、砷化鎵太陽能電池板；3、溫差發電片；4、散熱片；5、伺服電機；6、PLC ;7、光敏電阻組件。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
[0019]如圖1所示，本發明實施例的聚光光伏溫差復合路燈供電系統主要由:菲涅爾聚光鏡1、砷化鎵太陽能電池板2、溫差發電片3、散熱片4、伺服電機5、PLC6、光敏電阻組件7 ；
[0020]菲涅爾聚光鏡I內側底部設置砷化鎵太陽能電池板2，砷化鎵太陽能電池板2的下方設置溫差發電片3，溫差發電片3的下方設置散熱片4，菲涅爾聚光鏡I外側的底部連接伺服電機5，伺服電機5連接PLC6，PLC6連接光敏電阻組件7 ；PLC6和光敏電阻組件7組成太陽光追蹤系統；
[0021]在本發明的實施例中:
[0022]菲涅爾透鏡質量輕，可省去發電片約80%的材料成本，聚光倍數達到500倍，焦點溫度可達上百攝氏度；
[0023]如圖2所示，砷化鎵太陽能電池板效率可達40%，單枚尺寸為5毫米X 5毫米，僅為相同功率硅太陽能尺寸的5%，最高承受250攝氏度高溫，實測單枚輸出3.2V電壓；
[0024]半導體的溫差發電片兩面溫差達100°C時，單枚輸出電壓4.8V，電流669MA，最高承受200°C，可承受聚光高溫；
[0025]由菲涅爾聚光鏡1、砷化鎵太陽能電池板2、溫差發電片3、散熱片4組成的太陽能發電板模組的溫差發電片有8片，砷化鎵太陽能電池板達16塊，模組總功率為140W，使用壽命長達25年；
[0026]由PLC和光敏電阻組件組成太陽光追蹤系統可120°檢測太陽位置，并將太陽能與聚光透鏡角度調節，可調整太陽能板直對太陽，保證陽光100%直射到太陽能板。
[0027]本發明的工作原理:
[0028]本發明是通過菲涅爾聚光鏡將太陽光集聚在砷化鎵太陽能電池板上，然后通過附著在背面的溫差發電片對其進行降溫，提高了砷化鎵太陽能電池板的發電效率，同時溫差發電片也將廢熱轉換成電能，同時由臺達PLC組成的太陽光追蹤系統保證了發電系統始終處在直射光照狀態，使得整個系統發電效率大大提高。通過智能充放電系統組成了野外路燈供電系統。
[0029]本發明實施例的技術優勢:
[0030]1:菲涅爾透鏡的聚光作用使得砷化鎵太陽能電池板的光照面積更加集中，從而節省了砷化鎵太陽能電池板，砷化鎵太陽能電池板發電效率是原有單晶硅發電片發電效率的2倍；而且造價低于單晶硅太陽能發電板；
[0031]2:菲涅爾透鏡不僅可以聚光，而且將廢熱集聚加大了溫差發電片兩端溫度差，大大增強了廢熱利用率，從而提高了發電效率，總效率大幅提高，效率可達50% ;菲涅爾透鏡的使用使得在相同光照面積下太陽能發電片的面積僅為原有面積的5.3%，降低了太陽能發電片的成本。
[0032]3:溫差發電裝置與散熱片組成的冷端降低了光伏發電環境溫度。同時溫差發電片也將廢熱轉換成電能。這種復合發電方式將能源的利用率梯度提高，增強了系統的發電效率，減小了城市內的熱島效應。
[0033]4:智能太陽光追蹤系統，保證了發電系統始終處在直射光照狀態，加大光能利用率。
[0034]5:產品組網后可供野外大型耗電設備充電。
[0035]本發明的路燈供電系統通過推廣可以應用于以下幾個方面:A、用于綠色建筑外墻的貼附，既可發電，還能有效的隔絕一部分熱量，降低城市的熱島效應，改善城市環境；B、應用于野外無供電系統供電，如:路燈供電，高速路電子顯示牌、野外監測設備供電等；C、在郊區、沙漠等地區建立發電站；D、產品組網后可為停車場，大型展館供電，富裕電力供停泊車輛無線充電；F、由于害蟲有趨光性，可在路燈周圍安置紫外線滅蟲燈，用于環保滅蟲。
[0036]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統，其特征在于，該聚光光伏溫差復合路燈供電系統包括:菲涅爾聚光鏡、砷化鎵太陽能電池板、溫差發電片、散熱片、伺服電機、PLC、光敏電阻組件； 菲涅爾聚光鏡內側底部設置砷化鎵太陽能電池板，砷化鎵太陽能電池板的下方設置溫差發電片，溫差發電片的下方設置散熱片，菲涅爾聚光鏡外側的底部連接伺服電機，伺服電機連接PLC，PLC連接光敏電阻組件；PLC和光敏電阻組件組成太陽光追蹤系統。
2.如權利要求1所述的聚光光伏溫差復合路燈供電系統，其特征在于，菲涅爾聚光鏡的聚光倍數達到500倍，焦點溫度達一百攝氏度以上。
3.如權利要求1所述的聚光光伏溫差復合路燈供電系統，其特征在于，半導體的溫差發電片兩面溫差達100°c時，單枚輸出電壓4.8V，電流669MA，最高承受200°C。
4.如權利要求1所述的聚光光伏溫差復合路燈供電系統，其特征在于，由菲涅爾聚光鏡、砷化鎵太陽能電池板、溫差發電片、散熱片組成的太陽能發電板模組的溫差發電片有8片，砷化鎵太陽能電池板達16塊，模組總功率為140W。
5.如權利要求1所述的聚光光伏溫差復合路燈供電系統，其特征在于，由PLC和光敏電阻組件組成太陽光追蹤系統120°檢測太陽位置，并將太陽能與聚光透鏡角度調節，調整太陽能板直對太陽。
【專利摘要】本發明公開了一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統，該聚光光伏溫差復合路燈供電系統包括：菲涅爾聚光鏡、砷化鎵太陽能電池板、溫差發電片、散熱片、伺服電機、PLC、光敏電阻組件。本發明通過菲涅爾聚光鏡將太陽光集聚在砷化鎵太陽能電池板上，然后通過附著在背面的溫差發電片對其進行降溫，提高了砷化鎵太陽能電池板的發電效率，同時溫差發電片也將廢熱轉換成電能，同時由臺達PLC組成的太陽光追蹤系統保證了發電系統始終處在直射光照狀態，使得整個系統發電效率大大提高，通過智能充放電系統組成了野外路燈供電系統。本發明的一種聚光光伏溫差復合路燈供電系統的總效率大幅提高，效率可達50％，可組網結合，增加逆變器，并網入市電。
【IPC分類】F21W131-103, H02S40-30, F21S9-04, H02S10-30, H02S40-22
【公開號】CN104539234
【申請號】CN201410748928
【發明人】李懿
【申請人】西安航空學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月4日