[实用新型]一种用于塔式太阳能发电系统的中央色散型光伏转换单元

说明书

技术领域

本实用新型属于高效塔式太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于塔式太阳能发电系统的中央色散型光伏转换单元。

背景技术

塔式太阳能发电技术具有聚光倍数高、发电容量大等优势，逐步成为一些大规模太阳能发电站的首选方案。塔式太阳能发电系统主要通过一个定日镜群将太阳光反射集中到一个高塔顶部的中央接收器上，接收器上的聚光倍数通常超过1000倍。目前的塔式太阳能发电系统多采用光热发电技术，首先将接收的太阳光能转化成热能，再将热能传递给工质，经过蓄热环节，输入热动力机膨胀做工，从而带动发电机，最终输出电能。随着聚光多结太阳能电池技术的迅速发展及商用化，高倍聚光光伏发电方案开始被引入到集中式塔式太阳能发电系统中。相比于光热发电，光伏发电无疑是一种更为直接的太阳能利用方式，最终必将获得更高的能量转换效率。

目前广泛应用于聚光光伏发电的GaInP/GaInAs/Ge三结电池由于其Ge子电池与其它两结子电池之间无法实现良好的电流匹配，Ge子电池多出的电流部分无法输出到外接负载，会转换成热能导致电池温度升高，从而影响电池及系统效率。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的就在于提供了一种用于塔式太阳能发电系统的高效色散型中央光伏接收单元。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于塔式太阳能发电系统的中央色散型光伏转换单元，其特征在于：包括二次匀光处理单元、二向色带通光学滤波片、聚光晶硅电池阵列、直角三角型支撑件和GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列；所述的直角三角型支撑件为两件、左右对称设置，所述的二次匀光处理单元安装在所述的左右对称设置的直角三角型支撑件直角边上，所述的GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列安装在所述的左右对称设置的直角三角型支撑件底边上，所述的二向色带通光学滤波片与所述的GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列成45°安装在所述的左右对称设置的直角三角型支撑件斜边上，所述的聚光晶硅电池阵列与所述的二向色带通光学滤波片平行并用高透明度硅凝胶密封安装在一起；所述的二次匀光处理单元对射入的会聚光束进行能量均匀化处理，进而使用所述的二向色带通光学滤波片将会聚太阳光按波长范围分为两束，透射及反射光束最终分别由所述的聚光晶硅电池阵列和GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列进行接收实现光电转换。

作为优选，所述的二次匀光处理单元外表面密封设置有低铁高透玻璃，用于保持结构内部的清洁。

作为优选，所述的二向色带通光学滤波片表面密封设置有低铁高透玻璃，光线经过的顺序依次为二向色带通光学滤波片、低铁高透玻璃、聚光晶硅电池阵列。

作为优选，所述的聚光晶硅电池阵列设置有水制冷散热单元，包括密封结构、水槽结构和水循环盖板，所述的聚光晶硅电池阵列、水槽结构和水循环盖板依次叠装在一起，所述的聚光晶硅电池阵列表面设置有低铁高透玻璃，光线经过的顺序依次为二向色带通光学滤波片、低铁高透玻璃、聚光晶硅电池阵列；所述的密封结构采用高透明度硅凝胶将低铁高透玻璃与聚光晶硅电池阵列密封在一起。

作为优选，所述的GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列设置有水制冷散热单元，包括密封结构、水槽结构和水循环盖板，所述的GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列、水槽结构和水循环盖板依次叠装在一起，所述的GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列表面设置有低铁高透玻璃，光线经过的顺序依次为二向色带通光学滤波片、低铁高透玻璃、GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列；所述的密封结构采用高透明度硅凝胶将低铁高透玻璃与GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列密封在一起。

作为优选，所述的二次匀光处理单元为被截去顶部的倒金字塔结构。

作为优选，聚光晶硅电池阵列和GaInP/GaInAs/Ge三结电池阵列均采用半导体封装方案将太阳能电池与导热性能良好的陶瓷覆铜DBC基板进行集成封装，同一电池阵列中的太阳能电池根据其表面接收光斑的能量分布选择其相互之间的串/并联电气连接形式，两种不同的电池阵列之间根据集成光伏接收单元对外的电气输出要求实现相应的电流匹配或电压匹配。

作为优选，所述的陶瓷覆铜DBC基板为水制冷散热单元的基板，利用硅胶与所述的水制冷散热单元密封成一体单元，实现高效降低电池阵列的温度。

作为优选，所述的聚光晶硅电池阵列中的水槽结构为内部为一定宽度的蛇形凹槽结构。