利用光能与电能交互转换的发电方法技术

本发明专利技术是关于一种以透光性基板、透明电极等基本组件所制成的光伏电池模块／板［ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ｐｖ）ｍｏｄｕｌｅ／ｐａｎｅｌ］的高效率应用方法及其装置；即：将透光性良好的光伏电池模块／板制成单面受光发电的结构或双面受光发电的结构，再将此单面受光或双面受光的光伏电池模块／板，以单层圈围或多层圈围的方式布署于一立体空心结构体内适当的位置；该立体空心结构的内侧壁由具备有反射功能，并可达到一定光学效率的材质所构成；箱体内再设以一适当波长及功率的人工光源，令箱体内部除人工光源外，并同时形成反射的光学效应，使该单层圈围或多层圈围单面受光或双面受光的透明光伏电池模块／板产生出大于人工光源所耗电能功率的电能，再将此所获的电能加以适度地储存、利用或转换为其它型态的能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种将以透光性基板、透明电极等基本组件所制成的光伏电池模块/板〔photovoltaic(pv)module/panel〕布署于一空心立体结构物内部，再以一适当波长的人造光源予以均匀照射，使该光伏电池模块/板产生大于人造光源所耗电能功率的电能，再加以适度地储存、利用。
技术介绍
人类自从发现电能以来，电能即大大地改善了人类的生活，在物质文明的层面上，造就了惊人的进步。由于对电能的极度依赖与大量的需求，人类不断地从事各种能源的开发，以求获取转换为电能。在人类贪婪的大规开发与破坏下，我们赖以生存的地球正逐步悄悄地展开反扑，诸如温室效应、圣婴现象、各种污染、绿地漠化、酸雨...等等，几乎都是由于追求物欲的工业化结果。而无限扩张的物欲与深度工业化的代价，就是能源枯竭与环境污染，以及人类可能的自我灭绝。近三、四十年来，由于环境污染严重、气候异常，人们终于惊觉到在能源的开发上应尽快摒弃高污染的石化、核能等的手段，而改采干净无污染的太阳能发电。由于太阳内部不断地进行热核反应，就等同于每秒钟都有千万个氢弹同时爆炸，(估不论其实际反应和氢弹的些许不同)，而这些“爆炸”供应了大量的光与热。由于太阳的质量十分硕大，它大约可以再维持50亿年才会成为一颗红巨星；也就是说，在太阳死亡之前人类都可以善加利用太阳能，进而再研发更优秀的能源，在太阳系灭亡之前“逃”往另一座星系，以延续人类的生命。光伏电池的现象是由法国的物理学家Edmund Becquerel在1839年首次发现；到1900年德国科学家普朗克(planck，Max 1858.4.23.～1947.10.4.)以物质结构理论中不连续概念，提出辐射量子论，并在1905年由爱因斯坦成功解释光电效应，人类才在深入研光和物质相互作用的微观结构，逐渐确立光量子理论，发展出量子力学；也因此进一步促进了光伏电池的研究与开发，在早年由美苏等强权的太空计划中，光伏电池更大大地证明其实用性。光伏电池大略可分为单晶、多晶及非晶等类别。单晶电池由单结晶硅制成，效率最高，理论极限值可以达到29％的效率；多晶硅电池效率略低，但因成本较为低廉，故被比较广泛使用。至于非晶类即如薄膜电池，其成本也低，但因效率并不高，目前通常使用在用耗电量较低的小型电子产品方面。另外，属于化合物半导体类的镓化砷(GaAs)电池，也属于单晶材料，由于成本极高，仅运用在特殊用途上。在目前，光伏电池的使用，依其目的规模通常都需要大面积的数组，这是由于光伏电池受限于效率及成本因素。在先进国家，为了有效利用太阳能发电，更有许多住宅、商业大楼、学校、医院等的建筑物采用了光伏电池模块或镶板(pv panel)，并将之设计成一种装饰。也有一些厂商干脆将光伏电池模块制成瓦片(pv tile)等等。这些设计或产品再经过配电、换流器及控制系统，即可以供应免费电力；此外更可以与市电系统整合，在夜间或阴雨或因纬度及季节因素致日照不足时，则由功率调节器及换流器等自动切接市电，以维持负载的运转；反之，在自身能量使用较低时，亦可将多余的光伏电池所产生的能量注入市电网络。由于光伏电池发电系统的使用目前仍受限于许多技术及天候条件，在设计使用前必需参考太阳光谱值，气团(air mass AM)，环境条件如周围温度、地形、风向、风力、相对湿度、热冲击、冰雹、降雪、雨量、日照量、落尘、地域纬度等等，另外，选用材料的机械规格、电气规格等等条件均需仔细、通盘考量，才能得到安全与合理的效益。由于这些条件都受到很严厉的要求及限制，因此虽然各国政府都提供优渥的奖励条件，但太阳能发电的理想，还不能得到普遍的实现。
技术实现思路
本专利技术的主要目的即在提供一种及其装置；可以减少油源或其它天然资源的开采，或停止核能电厂及其它型态电厂的兴建与运转，以降低污染，并进一步保护地球环境及保障人类永续生存。本专利技术的次一目的即在提供一种及其装置；可以稳定的发电、蓄电、配电、供电，独立自主且无需长期负担电费的全新且经济的模式使用电用具，以尽情享受电子设备与科技成就。本专利技术的再一目的即在提供一种及其装置，可以不受昼夜、气候、地域纬度及其它自然条件限制，持续产出无污染的电能。本专利技术的复一目的即在提供一种及其装置，以独立自主、低成本且高效率的方法及设备，提供偏远地区加速开发或海水淡化的电力条件。本专利技术的又一目的即在提供一种及其装置，使独立电用具得以不受网络电源限制而使用。本专利技术的另一目的即在提供一种及其装置，使配备内燃机引擎载具的动力得以转换使用免费且干净的电能。本专利技术的他一目的即在提供一种及其装置，可以摆脱大规模的中央供电网络系统的束縛而以小规模独立自主的型态，获取源源不绝的电能，以进一步瓦解敌人打击我方电厂，瘫痪交通、经济、国防、民主等野心。本专利技术的进一目的即在提供一种及其装置，可以减少高密度输配电网络，进而节省电缆电线的架、埋设工程及维护成本并降低电线走火及其它灾害的危险性及发生率。本专利技术的附一目的即在提供一种及其装置，可以自由拆卸移动并重行组合运作，以提供户外活动、旅游或工地、战地、集会等特殊目的的临时电源。本专利技术的从一目的即在提供一种及其装置，在完整建制的系统内，只要储存保留有种子电能，或最原始的手摇式发电机得以提供种子电能时，即使是长年冰天雪地或永夜的地区，亦能顺利启用系统内的光伏电池模块发电，产生绵延不绝的电能。为达成前述目的，本专利技术将目前的光伏电池模块或大规模数组的集能组装及装置方式，以逆向思考作颠覆式调整。亦即将目前的光伏电池模块、镶板(pv panel)或数组(pv array)等面对太阳光的布署方式，改变为藏在箱里而不见天日，并将太阳光源改为人工光源；以及，将传统不透明的单面受光光伏电池模块/板，改为透光性良好的单面受光结构或双面受光结构的光伏电池模块/板。利用一种子电能启动具有适当波长的人工光源，让人工光源照射全面布署于空心箱体的光伏电池模块/板，以产生大量电能，并经由各种自动电子控制元、组件及电路、蓄电设施等的调控、保护，而加以储存、利用。本专利技术将具备良好透光条件的单面受光或双面受光光伏电池模块/板，以单层圈围或多层圈围的方式布设于一几何空心箱体内。由箱体内的人工光源与箱体内侧壁的反射层或经光学设计、处理的面层间的对应关系，让箱体内的光量子，在此种对应设计下，不断地进行反射、折射、漫射等光学效应；如此，布署于人工光源与内侧壁反射层间的单面受光或双面受光的单层圈围或多层圈围而成的透光性良好的光伏电池模块/板，即可被大量的光量子持续不断地撞击而产生大量的电能。这些透光性良好的光伏电池模块/板，亦可采用挠曲性(flexible)优良的薄膜型光伏电池模块。甚至，为加强几何箱体内的光能效益，亦可将光伏电池模块/板/膜，在合理的位置打孔，让光线尽可能降低衰减，以保持箱体内光能的高效率性。此一几何箱体，在外观上看不出是一种传统的光伏电池发电机制。以一只边长为1.2公尺的正立方箱体为例，先于此箱体外部适当位置设置一额定功率为150w/m2的光伏电池模块/板计2m2，并以导线及控制电路等必要组件与箱体内的人工光源联结，由太阳光能产生300w的种子电能提供予箱体内的人工光源；箱体内部则于具反射功能的内侧壁与人工光源间，布署以单层圈围，边长各为1公尺，单位额定功率为150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光能与电能交互转换的发电方法，其特征在于：利用一种子电能启动具有适当波长的人工光源，让人工光源照射全面布署于空心箱体的光伏电池模块／板，以产生大量电能，并经由各种自动电子控制元、组件及电路、蓄电设施等的调控、保护，而加以储存、利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖明振，
申请(专利权)人：廖明振，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]