阅读说明：本技术 一种基于光致异构的光伏综合利用装置 (Photovoltaic comprehensive utilization device based on photoinduced isomerism ) 是由 郭少朋 金光 姜浩浩 樊东昊 武文斐 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于光致异构的光伏综合利用装置,包括：光伏板、工质通道、光谱分频膜、光致异构反应器、光学玻璃镜片、储能罐。本发明对不同波长的太阳光进行了有效利用,其中位于紫外线区域和部分可见光区域的光子通过光致异构反应将光能转化并储存到化学键中,再通过储能罐储存起来,而可见光中利用形成光伏效应的光子可以通过光伏板进行光伏发电,实现了太阳能全光谱高效利用。同时,光伏板中设有工质通道,当光伏板温度过高时,可以通过工质流动进行散热,当光伏板温度过低时,可以利用储能罐中的能量给光伏板升温,使光伏板的工作效率保持在一定范围内。(The invention discloses a photovoltaic comprehensive utilization device based on photoinduced isomerism, which comprises: the device comprises a photovoltaic panel, a working medium channel, a spectrum frequency division film, a photoinduced isomerism reactor, an optical glass lens and an energy storage tank. The invention effectively utilizes the sunlight with different wavelengths, wherein photons in an ultraviolet region and a part of visible light region convert and store light energy into chemical bonds through photoinduced isomerization reaction and then are stored in the energy storage tank, and photons forming photovoltaic effect in the visible light can be subjected to photovoltaic power generation through the photovoltaic panel, so that the full-spectrum efficient utilization of the solar energy is realized. Meanwhile, the working medium channel is arranged in the photovoltaic panel, when the temperature of the photovoltaic panel is too high, heat can be dissipated through working medium flowing, and when the temperature of the photovoltaic panel is too low, the energy in the energy storage tank can be utilized to heat the photovoltaic panel, so that the working efficiency of the photovoltaic panel is kept within a certain range.)

一种基于光致异构的光伏综合利用装置

技术领域

本发明涉及太阳能综合利用技术领域，尤其是涉及一种基于光致异构的光伏综合利用装置。

背景技术

随着能源消耗的增加，发展高效利用太阳能的技术有重要意义。现如今对于太阳能的利用主要有光伏、光热发电，光化学等技术。

光伏发电技术主要利用光伏板内半导体界面的光生伏特效应，将光能转变为电能。在夏季，因为光照和辐射强度大的原因，光伏板温度急剧上升，导致光伏发电效率下降；而在冬季或严寒地区，光伏板温度下降，也会使光伏发电效率受到影响，且在一些地区，白天温度与晚间温度相差过大，会对光伏组件产生不利影响。

光致异构技术是太阳光子照射到具有光响应的有机分子，使其发生异构反应，由低能量的稳定结构转变为高能量的亚稳态结构。该过程直接将太阳光能储存在化学键中，减少了能量多次转换所产生的损失。

与传统的相变材料相比较，光化学热量密度高，比传统相变材料高几倍，并且可以吸收紫外线，提高太阳光谱利用范围。

然而不论光伏发电技术还是光化学技术，单独使用都只是利用了太阳光光谱中的部分波段，对于其余波段并没有利用到，导致了太阳光的利用范围有限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于光致异构的光伏综合利用装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种基于光致异构的光伏综合利用装置，包括：

光伏板，用于将太阳能转换为电能；

光学玻璃镜片，用于将太阳光反射到所述光伏板上；

工质通道，位于所述光伏板中，用于通过所述工质通道内的工质流动给所述光伏板降温或升温；

光谱分频膜，用于将所述光学玻璃镜片所反射的太阳光按不同波长分成两束；

光致异构反应器，用于把所述光谱分频膜所分出的位于紫外线区域和部分可见光区域的光子导入进光致异构反应器中，使光化学反应物A受到光激活，与导入的光子进行光致异构反应，将能量以化学键的形式储存起来；

输送管道，用于将在所述光致异构反应器中生成的光化学产物B收集输送到储能罐中存储；

储能罐，用于存储所述输送管道收集输送的所述光化学产物B。

进一步的，所述工质通道中的工质为导热油。

进一步的，所述光学玻璃镜片为线性菲涅尔式聚光镜。

进一步的，所述光谱分频膜为光学薄膜。

进一步的，所述的光化学反应物A为偶氮苯及其衍生物或降冰片二烯及其衍生物。

进一步的，所述光伏板包括从上自下分别设置的钢化玻璃、透明EVA、光伏电池片、透明EVA、背板、铝板、所述工质通道。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)将太阳光中位于紫外线区域和部分可见光区域的光子用于光致异构反应，可见光中利用形成光伏效应的光子用于光伏发电，相较于单一技术，这种装置扩展了对太阳光的利用范围，实现了对太阳能全光谱的高效利用；

(2)当光伏板温度过高时，可以利用工质通道中的导热油为其降温；在冬季或严寒地区，光伏板温度过低时，可以利用储能罐中存储的热量与工质通道中的导热油进行热量交换，为光伏板升温，使其发电效率保持在一定范围内；

(3)光致异构反应器可以在阴天进行反应，极大地增强了太阳能装置的适应性；

(4)当晚上或者太阳能不足的时候，以少量活化能去激发储能罐储存的能量使其以热的形式释放出来，用于供热或热电站发电，减少了系统的波动性。

附图说明

下面结合

附图说明

对本发明作进一步说明。

图1为本发明基于光致异构的光伏综合利用装置的结构示意图；

图2为本发明中光致异构反应器放置图；

图3为光伏板结构分解图；

附图标记说明：A—光化学反应物、B—光化学产物、1—光伏板、2—工质通道、3—光谱分频膜、4—光致异构反应器、5—光学玻璃镜片、6—输送管道、7—储能罐、8—钢化玻璃、9—透明EVA、10—光伏电池片、11—背板、12—铝板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1所示，本实施例提供的一种基于光致异构的光伏综合利用装置，包括：光伏板1、工质通道2、光谱分频膜3、光致异构反应器4、光学玻璃镜片5、输送管道6、储能罐7；其中：所述光谱分频膜3将太阳光子筛分为位于紫外线区域和部分可见光区域的光子和可见光中利用形成光伏效应的光子，其中位于紫外线区域和部分可见光区域的光子通过光致异构反应器4参与光致异构反应，将光能转化并储存到化学键中，再通过储能罐7储存起来；而可见光中利用形成光伏效应的光子可以通过光伏板1进行光伏发电，且工质通道位于光伏板中，当光伏板温度过高时，可以通过工质通道中的导热油流动进行散热，当光伏板温度过低时，可以利用储能罐中的能量给光伏板升温，使光伏板的工作效率保持在一定范围内。

本实施例中，光谱分频膜3为光学薄膜，可以通过需求定制光谱分频膜，以便自由选择反射和吸收的光谱范围，将不同波长的太阳光进行筛分。

本实施例中，光致异构反应器4可以根据其表面的光谱分频薄膜，选择位于紫外线区域和部分可见光区域的光子参与光致异构反应，将其余区域的光子反射给本装置中间的光伏板1进行光伏发电；通过镜面反射的太阳光，在光伏板1表面上光谱分频薄膜3的筛分作用下，选择可见光中利用形成光伏效应的光子参与光伏发电，同时将其余区域的光子再反射到光致异构反应器4表面上。如此便实现了太阳能全光谱利用。

本实施例中，光化学反应物A与位于紫外线区域和部分可见光区域的光子进行光致异构反应，将能量储存在光化学产物B中。每一个光致异构反应器4都有输送管道，光化学产物B通过输送管道6输送进储能罐7集中储存。在夏季，光照及辐射强度变强，导致光伏板温度升高，发电效率下降，这时通过光伏板1内工质通道2中的导热油快速将热量吸收，以达到给光伏板1降温的效果，吸收热量的导热油与储能罐7一同进行热量交换；在冬季及严寒地区，由于极端天气原因会导致光伏板1温度过低，发电效率受到影响，且由于白天和夜晚温度所产生的巨大温差会影响光伏组件的正常工作效率，所以，此时通过储能罐7储存的能量与光伏板内工质通道2的导热油进行能量交换，为光伏板1升温，使光伏板1的工作效率保持在一定范围内。

如图2所示，为光致异构反应器放置图，光致异构反应器4与光学玻璃镜片交错放置，每一个光致异构反应器4通过输送管道6与对角的光致异构反应器4串联，将生成的光化学产物B通过输送管道6输送到储能罐7中集中存储。

如图3所示，为本实施例中光伏板结构分解图，光伏板组件从上自下分别是钢化玻璃、透明EVA、光伏电池片、透明EVA、背板、铝板、工质通道2，工质通道2中有导热油，用于给光伏板1降温或升温。

需要说明的是，本实施例中图3所描述的光伏板组件如钢化玻璃、透明EVA、光伏电池片、透明EVA、背板、铝板等材质与具体作用均为本领域技术人员熟知，因此在此并没有详细描述。

综上所述，本发明提供了一种基于光致异构的光伏综合利用装置，该装置对不同波长的太阳光进行了有效利用，其中，由光谱分频膜分出的位于紫外线区域和部分可见光区域的光子通过光致异构反应将光能储存到化学键中，再储存到储能罐中，可见光中利用形成光伏效应的光子通过光伏板进行光伏发电，实现了太阳能全光谱利用。同时，光伏板中设有工质通道，当光伏板温度过高时，可以通过其中的导热油流动进行散热，当光伏板温度过低时，可以利用储能罐中的能量给光伏板升温，使光伏板的工作效率保持稳定。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。