CN104218876A - 太阳能光热分离器及使用光热分离器的发电机构 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种太阳能光热分离器，由一透光载体结合一透光板，且一储热空间形成在透光载体与透光板之间，更有空气胶涂布在该透光载体上且位于储热空间底面与四周侧面。具太阳光与太阳热的太阳能通过透光板后，太阳热受空气胶阻隔而保留在储热空间内，太阳光则可通过空气胶及透光载体而透出。进一步，取一热电转换模块结合储热空间以进行热电转换，以及取一光电转换模块配置在太阳光透出太阳能光热分离器后的光路上以进行光电转换。如此可达到有效分离太阳光与太阳热的效果，进而让光电转换模块具有较高的转换效率，同时也可以对太阳能作更宽广波长能源的运用。

Description

太阳能光热分离器及使用光热分离器的发电机构

技术领域

本发明涉及太阳能运用技术领域，特别是能分离太阳能的太阳热及太阳光的光热分离器，以及应用光热分离器的发电机构。

背景技术

自然能源或再生能源主要包含太阳能、热能、风力能、生质能、潮汐能及振动能等等，其中太阳能一直是人们最想要利用的能源之一。太阳能中紫外光与可见光中约占58%且用以提供光能，而红外线约占42%用以提供热能。

太阳能的运用领域包含光电转换及加热。以太阳能进行光电转换主要是利用紫外光与可见光的波段，且可以采用聚光型太阳电池技术来提高光电转换效率。然而采用聚光技术的同时也会聚集更多的太阳热，该太阳热将导致太阳电池装置温度过高而使得光电转换效率变差。

以中国台湾专利M436814为例，其揭露一种整合聚光型太阳光电热能与热电发电模块的太阳能辅助热泵***，该专利前案使用聚光型太阳光电热能模块对太阳光进行光电转换，最后输出电能；又以一热电发电模块(TEG模块)接设于前述聚光型太阳光电热能模块的底面进行热电转换；此外使用一储电装置与聚光型太阳光电热能模块、热电发电模块作电性连接，以进行电能储存。

由该专利前案所揭露的结构组态可知太阳能是直接照射在聚光型太阳光电热能模块，因此太阳光电热能模块进行光电转换时，太阳热同时对太阳光电热能模块加温，进而将导致太阳光电热能模块的光电转换效率变差。

中国台湾专利M426140揭露一种光热双效发电装置，是一板体上设计一个下凹状的球窝部，该球窝部的底面中央处配置一光线扩散组件，例如凹透镜。此外在球窝部的外侧表面安装有热电转换构件，在光线扩散组件下方处安装有光电转换构件。当太阳能被导向该板体，太阳热会使球窝部的温度升高，进而使热电转换构件进行热电转换；部份的太阳光可穿过光线扩散组件到达光电转换构件进行光电转换。

上述专利虽然先以太阳热进行热电转换，但穿过光线扩散组件的太阳能仍含有太阳热，因此光电转换构件仍会受热而升高温度，进而使光电转换效率变差。

中国专利201120474495.3揭露一种光热分离器。该光热分离器为具有光学镀膜的立方体，特别是以两个直角三棱镜组合成立方体。该光热分离器利用不同的光学镀膜来分离可见光及红外光，进而达到光热分离。

中国专利201120474669.6揭露一种太阳能光热发电组件，其利用具有光学镀膜的两个直角三棱镜组合成立方体形式的光热分离器。在光热分离器表面配置一个太阳能电池板接收透出的可见光以进行光电转换。又光热分离器表面配置一个太阳能集热板以接收红外光进行热电转换。

上述专利所揭露的两个三棱镜间必须镀上红外反射膜，以及在一棱三镜表面镀上一层高透膜才能分离可见光与红外光，此外两个三棱镜所组成的立方体会有较大的高度及积体。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种太阳能光热分离器，其具有能够将太阳能的太阳光与太阳热分离的效果。

本发明的另一目的在于提供一种使用太阳能光热分离器的产电机构，其具有进一步将已分离的太阳光及太阳热各自进行光电转换及热电转换，藉此提高太阳能转电的效率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明揭露一种太阳能光热分离器，其是一透光载体结合一透光板，更有空气胶涂布在该透光载体上，如此可在该空气胶与该透光板之间形成一储热空间。当含有太阳光与太阳热的太阳能通过透光板后，太阳热受空气胶阻隔而保留在储热空间内，太阳光则可进一步地通过空气胶及透光载体而透出。

取一热电转换模块结合上述的储热空间，如此可利用储热空间的热能进行热电转换；又取一光电转换模块配置在太阳光透出太阳能光热分离器后的光路上，如此当太阳光到达光电转换模块后可进行光电转换。藉此形成一个具有高效率的发电机构。

所述的热电转换模块包含一导热片及一热电芯片的组合，该导热片包含一***部及一结合部，其中该***部用以伸入该太阳能光热分离器的该储热空间内，且该结合部位于该太阳能光热分离器的外面并结合在该热电芯片的热端面。

所述的该导热片为石墨片。

所述的发电机构还包含一挡光板，该挡光板结合在该导热片的结合部的表面，且该挡光板与该热电芯片位于该结合部的相异侧。

所述的发电机构还包含一散热器，该散热器结合在该热电芯片的冷端面。又该散热器为散热涂料。

所述的空气胶还涂布在该储热空间的四周侧面。

本发明的有益效果是：本发明的优点在于：

太阳能光热分离器可藉空气胶而有效的分离太阳光及太阳热；

太阳热被留在储热空间内，因此光电转换模块不会受太阳热的作用而升高温度，进而可据此使光电转换模块具有较高的光电转换效率，以及提高光电转换模块的使用寿命；

热电转换模块可吸收储热空间内的太阳热以进行热电转换，且太阳光可搭配光电转换模块进行光电转换；换言之，本发明所提供的设计至少可以有效的利用太阳能中的红外线波段及可见光波段来进行发电，故具有对太阳能作更宽波长能源运用的效果。

以下即根据本发明的目的、功效及结构组态，举出较佳实施例，并配合图式详细说明。

附图说明

图1为本发明的太阳能光热分离器的结构及太阳能光热分离示意图。

图2为本发明的产电装置结构示意图。

附图标号：10：太阳能光热分离器；12：透光载体；14：透光板；16：空气胶；18：储热空间；20：太阳能；22：太阳光；24：太阳热；26：受光面；28：透光面；30：热电转换模块；32：导热片；34：热电芯片；36：***部；38：结合部；40：挡光板；42：散热器；44：光电转换模块。

具体实施方式

请参阅图1，图中显示一太阳能光热分离器10，是一透光载体12上安装一透光板14。一空气胶16涂布在该透光载体12上，如此在该空气胶16与该透光板14之间形成一储热空间18。

上述的透光载体12可以具有凹槽构造，该凹槽构造可形成该储热空间18，而空气胶16至少涂布在该储热空间18的底部与四周侧面。

空气胶(或称气凝胶)16具有透明性且为优良的热绝缘体，其几乎能阻绝由三种传热方式（热传导、热对流、热辐射）所带来的热量转移。空气胶16中，空气的成分比例占99%以上，而空气为热的不良导体，故它们是极佳的热传导隔绝材料。

以透光板14为受光面，当太阳能20中的太阳光22与太阳热24通过透光板14后，太阳热24可受空气胶16的阻隔而保留在储热空间18内，至于太阳光22则可进一步通过空气胶16及透光载体12而透出该太阳能光热分离器10。

请参阅图2，取一前述构造的太阳能光热分离器10，其中透光板14的一侧表面为受光面26，透光载体12的底面为透光面28。储热空间18位于该受光面26与该透光面28之间。空气胶16涂布在该储热空间18的底面与四周侧面。

更进一步，一热电转换模块30链接该储热空间18。该热电转换模块30包含一导热片32及一热电芯片34的组合。该导热片32可以是石墨片且包含一***部36及一结合部38，其中该***部36用以伸入该太阳能光热分离器10的储热空间18内，如此该导热片32可用以吸收留滞在储热空间18内的太阳热24。又该导热片32的结合部38位于该太阳能光热分离器10的外面且用以结合该热电芯片34的热端面。

一挡光板40安装在该结合部38的表面。该挡光板40与该热电芯片34分别位于导热片32的结合部38的相异侧。如此该挡光板40可以遮蔽或反射照向该热电芯片34的太阳能。

一散热器42结合该热电芯片34的冷端面，用以降低热电芯片34的冷端面的温度。该散热器42可以是各种适用类型的散热器，也可以是散热涂料。使用散热涂料可以降低整体的体积。

再者，一光电转换模块44，例如聚光型太阳光电转换模块，配置在太阳光22透出该太阳能光热分离器10后的光路上。当太阳光22到达该光电转换模块44，则该光电转换模块44可进行光电转换。

由以上的说明可知，本发明具有以下的优点：

1.太阳能光热分离器10可藉空气胶16而有效的分离太阳光22及太阳热24。

2.太阳热24被留在储热空间18内，因此光电转换模块44不会受太阳热24的作用而升高温度，进而可据此使光电转换模块44具有较高的光电转换效率，以及提高光电转换模块44的使用寿命。

3.热电转换模块30可吸收储热空间18内的太阳热24以进行热电转换，且太阳光22可搭配光电转换模块44进行光电转换；换言之，本发明所提供的设计至少可以有效的利用太阳能中的红外线波段及可见光波段来进行发电，故具有对太阳能作更宽波长能源运用的效果。

以上是本发明的较佳实施例以及设计图式，但较佳实施例以及设计图式仅是举例说明，并非用于限制本发明技艺的权利范围，凡以均等的技艺手段、或为下述权利要求书内容所涵盖的权利范围而实施的，均不脱离本发明的范畴而为申请人的权利范围。

Claims (8)

1.一种太阳能光热分离器，用以分离太阳能中的太阳光及太阳热，其特征在于，它包括：

一透光载体；

一空气胶，涂布在该透光载体上；

一透光板，配置在该透光载体上；

一储热空间，形成在该空气胶与该透光板之间；

其中该太阳光与太阳热通过该透光板后，该太阳热受该空气胶阻隔而保留在该储热空间内，该太阳光可进一步通过该空气胶及该透光载体而透出。

2.一种使用太阳能光热分离器的发电机构，用以对应太阳能并以太阳能中的太阳光及太阳热进行光电转换及热电转换，其特征在于，它包括：

一太阳能光热分离器，其具有可透光的受光面及透光面，且该受光面及该透光面相对，又一储热空间位于该受光面及该透光面之间，且一空气胶涂布在该储热空间的底面，该太阳能在通过该透光面后，该太阳热可被留滞在该储热空间内，且该太阳光能够穿出该透光面；

一热电转换模块，用以结合该太阳能光热分离器的该储热空间，并利用该太阳热进行热电转换；

一光电转换模块，位于该太阳光透出该太阳能光热分离器后的光路上，且该光电转换模块在承接太阳光后进行光电转换。

3.如权利要求2所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：所述热电转换模块包含一导热片及一热电芯片的组合，该导热片包含一***部及一结合部，其中该***部用以伸入所述太阳能光热分离器的所述储热空间内，且该结合部位于所述太阳能光热分离器的外面并结合在该热电芯片的热端面。

4.如权利要求3所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：所述导热片为石墨片。

5.如权利要求3所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：还包含一挡光板，该挡光板结合在所述导热片的结合部的表面，且该挡光板与所述热电芯片位于所述结合部的相异侧。

6.如权利要求3或5所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：还包含一散热器，该散热器结合在所述热电芯片的冷端面。

7.如权利要求6所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：所述散热器为散热涂料。

8.如权利要求2所述的使用太阳能光热分离器的发电机构，其特征在于：所述空气胶还涂布在所述储热空间的四周侧面。