阅读说明：本技术 一种太阳能半导体发电系统 (Solar semiconductor power generation system ) 是由 钟承尧 严世胜 谢琼涛 李志波 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种太阳能半导体发电系统,包括：太阳能热水装置,包括安装在室外的太阳能热水器、与太阳能热水器连接的蓄热保温水箱；太阳能冷水装置,包括安装在室外的太阳能冷水器、与太阳能冷水器连接的蓄冷保温水箱；半导体发电装置,包括进水口与蓄热保温水箱连接的热端交换器、进水口与蓄冷保温水箱连接的冷端交换器、位于热端交换器和冷端交换器之间的半导体发电装置,热端交换器的出水口与蓄热保温水箱的返水口连接,冷端交换器的出水口与蓄冷保温水箱的返水口连接,半导体发电装置的输出端接负载。该太阳能半导体发电系统无需蓄电池储能,充分利用太阳直接辐射能和存储于空气中的自然冷能,最大程度提高系统的发电效率,节约能源。(The invention discloses a solar semiconductor power generation system, comprising: the solar water heater comprises a solar water heater arranged outdoors and a heat storage and preservation water tank connected with the solar water heater; the solar water cooling device comprises a solar water cooler arranged outdoors and a cold and heat storage water tank connected with the solar water cooler; the semiconductor power generation device comprises a hot end exchanger with a water inlet connected with the heat storage and heat preservation water tank, a cold end exchanger with a water inlet connected with the cold storage and heat preservation water tank, and a semiconductor power generation device positioned between the hot end exchanger and the cold end exchanger, wherein a water outlet of the hot end exchanger is connected with a water return port of the heat storage and heat preservation water tank, a water outlet of the cold end exchanger is connected with a water return port of the cold storage and heat preservation water tank, and an output end of the semiconductor power generation device is. The solar semiconductor power generation system does not need storage batteries for energy storage, makes full use of solar direct radiation energy and natural cold energy stored in the air, improves the power generation efficiency of the system to the maximum extent, and saves energy.)

一种太阳能半导体发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是涉及一种太阳能半导体发电系统。

背景技术

能源是现代经济的重要支撑，是人类社会生存和发展的重要基础。人们对能源需求的不断增加，煤、石油与天然气等传统能源资源日益减少。传统能源对生态环境造成了严重破坏，因此加强对新能源的开发利用成为当前社会的热点。半导体温差发电能够直接将热能转化为电能，不仅能有效利用自然界中的地热能、海洋热能以及太阳能等非污染能源，还可回收工业及生活中产生的大量余热废热，提高能源利用率。

温差发电利用赛贝克效应，产生赛贝克效应的重要原因是热端载流子向冷端扩散的结果。P型半导体的载流子为带正电的空穴，空穴从高温端向低温端扩散后，形成了低温端为正的温差电动势；而N型半导体的载流子为电子，形成了低温端为负的温差电动势。如果将P型和N型半导体的一端连接起来并置于热端，而让另一端位于低温端，则两半导体的高低温端将有一个较大已经有的开路电压。

现有技术中有利用地下热水和蒸汽为动力源的发电形式、利用风力为动力源的发电形式、利用太阳能为动力源的发电形式，但是，现有太阳能发电技术中必须采用蓄电池存储电能，使用蓄电池的成本较高，蓄电池报废后产生环境污染；并且不能充分利用太阳能，热端交换器、冷端交换器中水的温差大小不能很好地控制，半导体发电装置工作中温差不稳定，不能达到最优温差值，发电效率较低，浪费能源。

综上，如何有效地提高太阳能发电效率，充分利用能源等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能半导体发电系统，该太阳能半导体发电系统能够充分利用太阳直接辐射能和存储于空气中的自然冷能，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能半导体发电系统，包括：

太阳能热水装置，所述太阳能热水装置包括安装在室外的太阳能热水器、与所述太阳能热水器连接的蓄热保温水箱；

太阳能冷水装置，所述太阳能冷水装置包括安装在室外的太阳能冷水器、与所述太阳能冷水器连接的蓄冷保温水箱；

半导体发电装置，所述半导体发电装置包括进水口与所述蓄热保温水箱连接的热端交换器、进水口与所述蓄冷保温水箱连接的冷端交换器、位于所述热端交换器和所述冷端交换器之间的半导体发电装置，所述热端交换器的出水口与所述蓄热保温水箱的返水口连接，所述冷端交换器的出水口与所述蓄冷保温水箱的返水口连接，所述半导体发电装置的输出端接负载。

优选地，还包括自动控制装置，所述热端交换器和所述冷端交换器中均安装有温度传感器，所述温度传感器与所述自动控制装置电连接。

优选地，热水从所述蓄热保温水箱经由供热水泵流经所述热端交换器；冷水从所述蓄冷保温水箱经由供冷水泵流经所述冷端交换器。

优选地，所述自动控制装置与所述供热水泵和所述供冷水泵均电连接。

优选地，热水从所述蓄热保温水箱经由供热水节流阀、供热水电磁阀流经所述热端交换器；冷水从所述蓄冷保温水箱经由供冷水节流阀、供冷水电磁阀流经所述冷端交换器，所述自动控制装置与所述供热水电磁阀和所述供冷水电磁阀均电连接。

优选地，所述太阳能热水器和所述蓄热保温水箱之间连接有热水器节流阀；所述太阳能冷水器和所述蓄冷保温水箱之间连接有冷水器节流阀。

优选地，热水从所述蓄热保温水箱的上端流经所述热端交换器，再返回所述蓄热保温水箱的下端；

冷水从所述蓄冷保温水箱的下端流经所述冷端交换器，再返回所述蓄冷保温水箱的上端。

本发明所提供的太阳能半导体发电系统，太阳能半导体发电系统包括太阳能热水装置、太阳能冷水装置和半导体发电装置。太阳能热水装置包括太阳能热水器和蓄热保温水箱，太阳能热水器安装在室外，在晴天把太阳能转换成热能。蓄热保温水箱与太阳能热水器连接，把太阳直接辐射能存储在蓄热保温水箱的水中，不仅把太阳直接辐射能收集后存储在水中，还进行了保温。太阳能冷水装置包括太阳能冷水器和蓄冷保温水箱，太阳能冷水器安装在室外，在晚上把蓄冷保温水箱中的水的温度降到当天的最低温度。蓄冷保温水箱与太阳能冷水器连接，把空气中的自然冷能，也就是将间接太阳能存储于蓄冷保温水箱的水中，不仅把间接太阳能收集后存储在水中，还进行了保温。半导体发电装置包括热端交换器、冷端交换器和半导体发电装置。热端交换器的进水口与蓄热保温水箱连接，热端交换器的出水口与蓄热保温水箱的返水口连接。冷端交换器的进水口与蓄冷保温水箱连接，冷端交换器的出水口与蓄冷保温水箱的返水口连接。半导体发电装置位于热端交换器和冷端交换器之间，半导体发电装置的输出端接负载。

需要供电时，使热端交换器的热水进行水循环，同时使冷端交换器的冷水进行水循环，以保持热端交换器、冷端交换器中水的温差，由半导体发电装置发电并直接供给负载，无需蓄电池存储电能，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

应用本发明实施例所提供的技术方案，能够充分采用热水存储太阳直接辐射能和冷水存储空气中的自然冷能(间接太阳能)，把太阳能转换为热能和冷能并存储于保温水箱中的水里，在需要给负载供电时，再由半导体发电装置把保温水箱中的水里的热能和冷能转换成电能直接供给负载，无需蓄电池储能，克服了现有太阳能发电独立供电系统中必须采用蓄电池存储电能的不足，以此减少系统中使用蓄电池的成本和蓄电池报废后产生的环境污染；同时，减少了系统的部件数量，结构更加简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种

具体实施方式

所提供的太阳能半导体发电系统的示意图。

附图中标记如下：

1-太阳能热水器、2-热水器节流阀、3-供热水泵、4-蓄热保温水箱、5-供热水节流阀、6-供热水电磁阀、7-热端交换器、8-半导体发电装置、9-冷端交换器、10-负载、11-供冷水电磁阀、12-供冷水节流阀、13-蓄冷保温水箱、14-供冷水泵、15-太阳能冷水器、16-冷水器节流阀、17-自动控制装置。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种太阳能半导体发电系统，该太阳能半导体发电系统能够充分利用太阳直接辐射能和存储于空气中的自然冷能，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的太阳能半导体发电系统的示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的太阳能半导体发电系统，包括：

太阳能热水装置，包括安装在室外的太阳能热水器1、与太阳能热水器1连接的蓄热保温水箱4；

太阳能冷水装置，包括安装在室外的太阳能冷水器15、与太阳能冷水器15连接的蓄冷保温水箱13；

半导体发电装置8，包括进水口与蓄热保温水箱4连接的热端交换器7、进水口与蓄冷保温水箱13连接的冷端交换器9、位于热端交换器7和冷端交换器9之间的半导体发电装置8，热端交换器7的出水口与蓄热保温水箱4的返水口连接，冷端交换器9的出水口与蓄冷保温水箱13的返水口连接，半导体发电装置8的输出端接负载10。

上述结构中，太阳能半导体发电系统包括太阳能热水装置、太阳能冷水装置和半导体发电装置8。

太阳能热水装置包括太阳能热水器1和蓄热保温水箱4，太阳能热水器1安装在室外，在晴天把太阳能转换成热能。蓄热保温水箱4与太阳能热水器1连接，把太阳直接辐射能存储在蓄热保温水箱4的水中，不仅把太阳直接辐射能收集后存储在水中，还进行了保温。

太阳能冷水装置包括太阳能冷水器15和蓄冷保温水箱13，太阳能冷水器15安装在室外，在晚上把蓄冷保温水箱13中的水的温度降到当天的最低温度。蓄冷保温水箱13与太阳能冷水器15连接，把空气中的自然冷能，也就是将间接太阳能存储于蓄冷保温水箱13的水中，不仅把间接太阳能收集后存储在水中，还进行了保温。

同时，半导体发电装置8包括热端交换器7、冷端交换器9和半导体发电装置8。热端交换器7的进水口与蓄热保温水箱4连接，热端交换器7的出水口与蓄热保温水箱4的返水口连接。冷端交换器9的进水口与蓄冷保温水箱13连接，冷端交换器9的出水口与蓄冷保温水箱13的返水口连接。半导体发电装置8位于热端交换器7和冷端交换器9之间，半导体发电装置8的输出端接负载10。

需要供电时，使热端交换器7的热水进行水循环，同时使冷端交换器9的冷水进行水循环，以保持热端交换器7、冷端交换器9中水的温差，由半导体发电装置8发电并直接供给负载10，无需蓄电池存储电能，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

应用本发明实施例所提供的技术方案，能够充分采用热水存储太阳直接辐射能和冷水存储空气中的自然冷能(间接太阳能)，把太阳能转换为热能和冷能并存储于保温水箱中的水里，在需要给负载10供电时，再由半导体发电装置8把保温水箱中的水里的热能和冷能转换成电能直接供给负载10，无需蓄电池储能，克服了现有太阳能发电独立供电系统中必须采用蓄电池存储电能的不足，以此减少系统中使用蓄电池的成本和蓄电池报废后产生的环境污染；同时，减少了系统的部件数量，结构更加简单。

在上述具体实施方式的基础上，还包括自动控制装置17，热端交换器7和冷端交换器9中均安装有温度传感器，温度传感器与自动控制装置17通过导线电连接，温度传感器能够准确检测热端交换器7和冷端交换器9中水的温度，清楚知晓热端交换器7和冷端交换器9中水的温度后，可以更具有针对性地调节供热水节流阀5和供冷水节流阀12的开启大小，以便精准地调节热端交换器7和冷端交换器9中水的温度，以保持热端交换器7、冷端交换器9中水的温差，保证半导体发电装置8工作于最优的温差，最大程度提高系统的发电效率。

进一步优化上述技术方案，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，热水从蓄热保温水箱4经由供热水泵3流经热端交换器7；冷水从蓄冷保温水箱13经由供冷水泵14流经冷端交换器9。供热水泵3和供冷水泵14提供动力，通过供热水泵3和供冷水泵14分别驱动蓄热保温水箱4中的热水和蓄冷保温水箱13的冷水进入热端交换器7和冷端交换器9。

供热水泵3和供冷水泵14的控制方式较多，可以通过手动调节控制，结构简单；也可以通过自动化控制，具体的说，自动控制装置17与供热水泵3和供冷水泵14均电连接，通过自动控制装置17控制供热水泵3、供冷水泵14的动作，实现自动化控制，控制更加方便、准确。

另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，热水从蓄热保温水箱4经由供热水节流阀5流经热端交换器7；冷水从蓄冷保温水箱13经由供冷水节流阀12流经冷端交换器9，调节供热水节流阀5和供冷水节流阀12的开启大小，可以控制太阳能热水器1中热水和太阳能冷水器15中冷水分别进入蓄热保温水箱4和蓄冷保温水箱13的流量，以此保持热端交换器7、冷端交换器9中水的温差，最大程度提高半导体发电装置8的发电效率；同时，通过供热水节流阀5和供冷水节流阀12控制流量大小较为方便，结构和连接较简单，便于制造和维修，成本低。

在上述具体实施方式的基础上，热水从蓄热保温水箱4经由供热水电磁阀6流经热端交换器7；冷水从蓄冷保温水箱13经由供冷水电磁阀11流经冷端交换器9，自动控制装置17与供热水电磁阀6和供冷水电磁阀11均电连接。

在需要供电时，通过自动控制装置17控制供热水电磁阀6、供冷水电磁阀11的动作；利用温度传感器的信号，自动调节供热水节流阀5和供冷水节流阀12的开启大小，以保持热端交换器7、冷端交换器9中水的温差，保证半导体发电装置8工作于最优的温差，整个过程自动控制完成，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

本发明所提供的太阳能半导体发电系统，在其它部件不改变的情况下，太阳能热水器1和蓄热保温水箱4之间连接有热水器节流阀2；太阳能冷水器15和蓄冷保温水箱13之间连接有冷水器节流阀16。

上述结构中，热水器节流阀2和冷水器节流阀16为简易的流量控制阀，调节热水器节流阀2和冷水器节流阀16的开启大小，可以控制太阳能热水器1中热水和太阳能冷水器15中冷水分别进入蓄热保温水箱4和蓄冷保温水箱13的流量，以便在晴天尽可能多的把太阳能转换成热能收集起来并把太阳直接辐射能存储在蓄热保温水箱4的水中进行保温；在晚上尽可能多的把蓄冷保温水箱13中的水的温度降到当天的最低温度，并把空气中的自然冷能存储于蓄冷保温水箱13的水中进行保温，充分利用太阳直接辐射能和存储在空气中的自然冷能。同时，通过热水器节流阀2和冷水器节流阀16控制流量大小较为方便，结构和连接较简单，便于制造和维修，成本低。

对于上述各个实施例中的太阳能半导体发电系统，太阳能热水器1的热水进入蓄热保温水箱4的上端，蓄热保温水箱4上端的水温度最高，蓄热保温水箱4下端的水温度相对较低。热水从蓄热保温水箱4的上端流经热端交换器7，使流经热端交换器7的热水温度较高。热端交换器7的水再返回蓄热保温水箱4的下端，蓄热保温水箱4的水在从下端进入太阳能热水器1的下端，使蓄热保温水箱4的水上下形成循环，依次循环把太阳能转换成的热能储存于蓄热保温水箱4的水中。

类似地，太阳能冷水器15的冷水进入蓄冷保温水箱13的下端，蓄冷保温水箱13下端的水温度最低，蓄冷保温水箱13上端的水温度相对较高。冷水从蓄冷保温水箱13的下端流经冷端交换器9，冷水从蓄冷保温水箱13的上端流经冷端交换器9，使流经冷端交换器9的冷水温度较低。冷端交换器9的水再返回蓄冷保温水箱13的上端，蓄冷保温水箱13的水在从上端进入太阳能冷水器15的上端，使蓄冷保温水箱13的水上下形成循环，依次循环把存储在空气中的自然冷能储存于蓄冷保温水箱13的水中。以此实现充分利用太阳直接辐射能和存储在空气中的自然冷能，最大程度提高系统的发电效率，节约能源。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的太阳能半导体发电系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。