[发明专利]高效光伏系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月28日提交的美国临时专利申请第61/840,609号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体涉及光伏系统领域，更具体地，涉及在能量生产方面用于增加光伏系统效能的方法和系统。

背景技术

作为化石燃料和核能发电系统的替代方式，光伏发电系统在住宅、商业和公共设施应用中的市场持续增长。根据功率输出与太阳辐照的比率，技术的发展已经导致在光伏系统效能方面具有相对较小的增长。然而，存在导致光伏系统低效的因素，其弱化了由于技术进步带来的增量式光伏效率的增加。

光伏系统将太阳辐照转变为电能。但是，太阳辐照使系统的面板发热。在升高的温度下，通过系统的光伏层产生的能量减小。光伏模块产生能量的负温度系数（介于约-0.26%每摄氏度至约-0.48%每摄氏度）导致在较高温度下严重的能量损失。

另一个导致光伏系统低效的原因是太阳能从太阳能面板的玻璃上表面处反射掉。尽管玻璃是透明的，但介于约3%至8%的大量的入射辐射被反射而未到达光伏吸收层。导致光伏系统低效的又一个原因仅仅是位于面板的上表面上的尘埃等。尘埃减小了太阳能到达光伏吸收层的量并且通过吸收辐射升高了面板的温度。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种光伏系统，包括：光伏模块，具有上表面；流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自流体收集单元的流体；以及泵，被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。

优选地，该光伏系统还包括：控制器，被连接为向泵供给能量。

优选地，该光伏系统还包括：过滤单元，被设置为过滤由收集单元收集的流体。

优选地，该光伏系统还包括：热量提取单元，被设置为从由收集单元收集的流体中提取热量。

优选地，热量提取单元将从由流体收集单元收集的流体中提取的热量转化为电能。

优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。

优选地，流体的折射率介于约1.23和1.4之间。

优选地，控制器基于光伏模块的温度向泵供给能量。

优选地，控制器基于流体容器中流体的温度向泵供给能量。

优选地，该光伏系统还包括：多个光伏模块，每一个光伏模块都具有上表面；多个流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；以及多个流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体，其中，流体容器被连接为接收来自流体收集单元的流体；并且泵被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。

根据本发明的另一方面，提供了一种增大包括光伏模块的光伏系统的效能的方法，光伏模块具有上表面，该方法包括：使流体流过光伏模块的上表面。

优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。

优选地，流体的折射率介于约1.23和1.4之间。

优选地，使流体流过光伏模块的上表面包括：将流体沉积在上表面上；收集沉积在上表面上的流体；以及返回所收集的流体以用于沉积在上表面上。

优选地，该方法还包括：在返回所收集的流体之前，冷却所收集的流体。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于增大包括光伏模块的光伏发电机的效能的系统，光伏模块具有上表面，系统包括：流体沉积单元，被设置为在光伏模块的上表面上沉积流体层；流体收集单元，被设置为收集沉积在光伏模块的上表面上的流体；流体容器，被连接为接收来自流体收集单元的流体；以及泵，被连接为从流体容器向流体沉积单元供给流体。

优选地，该系统还包括：控制器，被连接为向泵供给能量。

优选地，该系统还包括：过滤单元，被设置为过滤由收集单元收集的流体。

优选地，该系统还包括：热量提取单元，被设置为从由收集单元收集的流体中提取热量。

优选地，流体的折射率小于光伏模块的上表面的折射率。

附图说明

当结合附图阅读以下详细说明时，可以更好地理解本发明的各个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各个部件未按比例绘制。事实上，为了清楚讨论起见，各个部件的尺寸可以被任意地增大或减小。

图1是根据本发明不同实施例的系统的部分等比例（partial isometric）、部分框图。

图2是根据本发明的不同实施例的模块温度和功率增益的图表。