專利名稱：太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，太陽光由紅外線、可見光、紫外線組成，其中的熱量來源主要 由22%的紅外線提供，紫外線粒子性較強，能使各種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)；普通硅 電池吸收紫外線和大部分可見光產(chǎn)生光電效應(yīng)，但紅色光不能。
太陽能的應(yīng)用通常分為二種形式 一種為光熱，另一種為光伏。光熱利用 其最大價值是聚熱發(fā)電，而光伏發(fā)電其未來的發(fā)展趨勢是聚光光伏發(fā)電。聚熱
發(fā)電其中的熱量來源主要由22%的紅外線提供，而大部分可見光和7%紫外線卻
沒有很好的被利用。光伏發(fā)電是利用硅電池吸收紫外線和大部分可見光產(chǎn)生電 流，而其中的紅外線和紅色光卻沒能利用。
新成立的美國西奧尼克斯公司正在制作一種新型硅材料，這種被稱作"黑
硅"的材料能夠捕捉幾乎全部日光。公司總裁斯蒂芬，塞勒說"它就像一塊吸 光海綿，可見光和紅外線都能吸收，這種材料能夠提高光的使用效率。"制作黑 硅的方法是把普通硅放在充滿六氟化硫氣體的封閉空間內(nèi)，然后用飛秒激光器 的強力脈沖去轟擊硅。這一過程可以把硅的表面變粗糙，在上面腐蝕出無數(shù)微 小的錐體。西奧尼克斯公司與哈佛大學(xué)的研究員仍然在研究為什么同等光照下 的黑硅比普通硅產(chǎn)生更多的電流，有理論認為這一原理叫作光電導(dǎo)增益現(xiàn)象。 在普通硅中，每個光子會導(dǎo)致一個電子被釋放到電流中。但在新材料中，每個 光子會導(dǎo)致許多電子進入電流，于是電流強度增加了二三百倍。
黑硅的光電效率高，但其制造成本也高。在一個太陽光強下使用實際上是 大材小用，應(yīng)采用幾十至幾百倍的光強照射黑硅發(fā)電；但太高的聚光比，其中 的長波紅外線可能會使黑硅產(chǎn)生高溫反而降低光電轉(zhuǎn)化效率，因此很有必要將 太陽光中的紅外線分解出去用于聚熱發(fā)電，這樣可以大幅提高光能的密度即成 千上萬倍的光能(可見光和紫外線)照射黑硅電池發(fā)電，這顯然會產(chǎn)生更多的 電流和減少電池用量。
倘若能將太陽光分解應(yīng)用，其光能的利用效率必將大大提高。而小面積的 分解是沒有經(jīng)濟價值的，只有大面積在沙漠上采集陽光分解應(yīng)用才有價值。利用碟形拋物面鏡、透鏡等聚光器配置二維跟蹤系統(tǒng)即可獲得點聚焦采集陽光， 聚焦的陽光通過微型透鏡整合即可平行入射光纖中，之后并束至一根管狀光纖 中轉(zhuǎn)輸。二維跟蹤采集陽光成本太高， 一種新型的免跟蹤球透鏡陣列聚光器可 望大幅降低采集陽光成本。
根據(jù)二氧化碳(或蒸餾水)吸收紅外線特性，可設(shè)計一種新型的紅外線吸 收裝置分解陽光。其設(shè)計原理將高壓二氧化碳充入一種鏡面通道紅外線吸收 裝置內(nèi)，二氧化碳吸收紅外線轉(zhuǎn)化成熱能，通過導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)熱油傳遞給水，水 吸收熱能產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機發(fā)電。而透過高壓二氧化碳的可見光、紫外線通 過管狀光纖傳輸至聚光光伏系統(tǒng)處發(fā)電或樓層農(nóng)場。(紫外線不利于植物的生 長，只需在一小段管狀光纖中鍍上一層熒光粉涂層，熒光粉吸收紫外線發(fā)出可 見光)。
鏡面通道紅外線吸收裝置其結(jié)構(gòu)特征鏡面通道兩端設(shè)有鏡片，鏡片上鍍 有防反射涂層；高壓二氧化碳填充在鏡面通道與鏡片的空腔內(nèi)。鏡面通道為承 壓式大口徑銅管，內(nèi)壁鍍有反射膜，外壁設(shè)有導(dǎo)熱肋片。鏡面通道外層為帶隔 熱層儲油器，儲油器通過絕熱油管與水箱連接，絕熱油管上設(shè)有油泵。
太陽光分解應(yīng)用應(yīng)屬于最優(yōu)化、最高效的，只有這樣才有可能與煤電成本 相抗衡！

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其核心部件為鏡面通道紅外線吸收裝置。 由鏡面通道、高壓二氧化碳、鏡片組成，其中鏡面通道為承壓式大口徑銅管， 內(nèi)壁鍍有反射膜，外壁設(shè)有導(dǎo)熱肋片。
一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其中鏡面通道兩端設(shè)有鏡片，鏡片上鍍有 防反射涂層；高壓二氧化碳填充在鏡面通道與鏡片的空腔內(nèi)吸收紅外線。
一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，由點聚焦采集陽光裝置如碟形拋物面鏡、 透鏡、或免跟蹤球透鏡陣列等聚光器，在沙漠上大面積采集陽光；且并束至一 根大口徑管狀光纖中傳輸，之后被鏡面通道紅外線吸收裝置分解應(yīng)用。其中 紅外線被高壓二氧化碳吸收用于聚熱發(fā)龜或海水淡化。
一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其中透過高壓二氧化碳的可見光、紫外線 用于聚光光伏發(fā)電。
4一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其中透過高壓二氧化碳的可見光用于樓層 農(nóng)場，而紫外線被管狀光纖中一小段熒光粉涂層吸收發(fā)出可見光。
本發(fā)明的優(yōu)點太陽能聚熱發(fā)電主要靠紅外線提供熱能，光伏發(fā)電利用紫 外線和大部分可見光產(chǎn)生電流；而將陽光分解可利用紫外線至紅外線全部波長 范圍的光，即大大提高光能的使用效率。


圖1為太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記鏡面通道l、高壓二氧化碳2、鏡片3、導(dǎo)熱肋片4、導(dǎo)熱油5、 帶隔熱層儲油器6、絕熱油管7、袖泵8、水箱9、管狀光纖IO、聚光光伏系統(tǒng) 11、樓層農(nóng)場12、熒光粉涂層13。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。 實施例l、 一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，由鏡面通道l、高壓二氧化碳2、 鏡片3、導(dǎo)熱肋片4、導(dǎo)熱油5、帶隔熱層儲油器6、絕熱油管7、油泵8、水箱 9組成聚熱系統(tǒng)用于熱發(fā)電或海水淡化。其中熱量來源由高壓二氧化碳2吸收 紅外線和紅色光轉(zhuǎn)化成熱能傳遞給導(dǎo)熱油5，導(dǎo)熱油5在油泵8的強制循環(huán)下通 過絕熱油管7進入水箱9;導(dǎo)熱油5中的熱能通過導(dǎo)熱肋片4被水快速吸收，水 吸收熱能產(chǎn)生高溫蒸氣，高溫蒸汽推動汽輪機發(fā)電或用于海水淡化。
實施例2、 一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，由點聚焦采集陽光裝置如碟形拋 物面鏡、透鏡、或免跟蹤球透鏡陣列等聚光器，在沙漠上大面積采集陽光；且 并束至一根大口徑管狀光纖10中傳輸，之后被鏡面通道紅外線吸收裝置l、 2、 3分解應(yīng)用。
實施例3、 一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其中透過高壓二氧化碳2的可見 光、紫外線用于聚光光伏系統(tǒng)ll發(fā)電。
實施例4、 一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其中透過高壓二氧化碳2的可見
光用于樓層農(nóng)場12，而紫外線被管狀光纖10中一小段熒光粉涂層13吸收放出 可見光。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其核心部件為鏡面通道紅外線吸收裝置(1、2、3)，其特征在于利用高壓二氧化碳(2)或蒸餾水填充在鏡面通道(1)與鏡片(3)的空腔內(nèi)吸收紅外線用于聚熱發(fā)電、海水淡化等。
2. 如權(quán)力要求l所述一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于透過鏡面通道 紅外線吸收裝置(1、 2、 3)的大部分可見光、紫外線用于聚光光伏系統(tǒng)(11)發(fā)電。 .
3. 如權(quán)力要求2所述一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于透過鏡面通道 紅外線吸收裝置(1、 2、 3)的可見光用于樓層農(nóng)場(12)農(nóng)產(chǎn)品的種植，而紫 外線被管狀光纖GO)中的一小段熒光粉涂層(13)吸收發(fā)出可見光。
4. 如權(quán)力要求l、 2、 3所述一種太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于利用點聚焦采集陽光裝置如碟形拋物面鏡、透鏡、或免跟蹤球透鏡陣列等聚光器，在沙漠上大面積采集陽光，且并束至一根大口徑管狀光纖(10)中傳輸，之后 被鏡面通道紅外線吸收裝置(1、 2、 3)分解應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能光分解應(yīng)用系統(tǒng)，其核心部件為鏡面通道紅外線吸收裝置。其工作原理根據(jù)二氧化碳(或蒸餾水)吸收紅外線特性，將高壓二氧化碳充入鏡面通道內(nèi)吸收紅外線，利用碟形拋物面鏡、透鏡、或免跟蹤球透鏡陣列聚光器等點聚焦采集陽光裝置，在沙漠上大面積采集陽光；之后并束至一根大口徑管狀光纖中傳輸，管狀光纖中的高密度光通過鏡面通道紅外線吸收裝置，被高壓二氧化碳吸收其中的紅外線和紅色光轉(zhuǎn)化成熱能用于聚熱發(fā)電；而透過的可見光、紫外線根據(jù)需要可同時用于聚光光伏發(fā)電和樓層農(nóng)場(熒光粉吸紫外線)。本發(fā)明的優(yōu)點太陽能聚熱發(fā)電主要靠紅外線提供熱能，光伏發(fā)電利用紫外線和大部分可見光產(chǎn)生電流；而將陽光分解可利用紅外線至紫外線全部波長范圍的光，即大大提高光能的使用效率。
文檔編號F24J2/06GK101498511SQ200910008049
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者汪烈生 申請人:汪烈生