高效太陽熱電同產器的製作方法
2023-09-19 03:08:35 2
專利名稱：高效太陽熱電同產器的製作方法
技術領域：
本發明屬於利用太陽能的領域，具體的說，是屬於利用太陽能光伏發電和產熱的領域。光伏發電的轉換效率，一般為12％，還有88％被浪費了，而且光電池的效率隨溫度升高而降低，故必須散熱。再者光電池價格昂貴，難以大面積推廣。在中國專利申請號為95195538.1中，提供了把太陽長波射線和短波射線分別作為發電和發熱利用的裝置；是把光伏發電和產熱分成兩個管子進行，然後用產的熱介質推動渦輪機發電，最後再利用熱水，缺點是其結構複雜，成本昂貴。在中國專利申請號為97102351.4中，公告了用於太陽房的發電和生產熱空氣的裝置，是採用箱子和盒子作集熱器，使用非晶矽發電，最後把暖空氣引入室內。但這不能產熱水，也不能大幅度提高發電功率。在中國專利號94203877.0中，公開了一種聚光發電集熱裝置，它是在換熱器下面有光電池，它的光電池和換熱器暴露在空氣中，熱量損耗大，沒有進光窗口，沒有吸熱材料，被光電池和換熱器反射的光熱也不能回收，所以熱效率和光電效率都較低。
本發明的目的，就是要解決上述問題，提供一種熱、電同產的、產熱效率和產電效率都較高的、成本較低的熱電綜合利用裝置。
本發明是通過下述裝置實現的1、一種高效太陽熱電同產器，屬於太陽能利用領域，包括熱電採能器、太陽會聚光束、供水器、收水器、收電器和管道閥門構成，其特殊之處在於A.所述熱電採能器由熱電管和透反管構成，熱電管的中心線和透反管的中心線任意相互平行，熱電管被透反管包圍著，在熱電管的管壁外表面上，布置有太陽電池板條和光譜選擇吸收層條，二者交替排列，太陽電池板條和熱電管基材之間由具有電絕緣性並易導熱的材料連接，熱電管內有吸熱介質流過，透反管壁上有條形透明窗口和條形反光鏡，二者交替排列，熱電管的每一條太陽電池板條對應著透反管上的某一條透光窗口，透反管上每一條反光鏡對應著熱電管上的某一條光譜選擇吸收層條，熱電管的一端有進水口，另一端為出水口。
B.所述供水器是具有壓力的，包括管道及閥門，或包括容器及其進、出口和管道、閥門。
C.所述收水器包括收水容器及收水口和放水口及管道、閥門。
2、所述熱電管上太陽電池板條所對應的透反管的透明窗口上，設置有能把太陽會聚光束變為使光線均勻投射在受照面上的或滿足其它需要的折光透鏡。
3、所述收水器帶有管道、閥門和保溫水箱。
4、所述收水器也可以是帶有管道、閥門的冷卻水池，並通過水泵和管道把冷卻水池和供水器連通起來。
5、所述熱電採能器中，在熱電管壁外和透反管壁內之間的空間為真空。
6、所述太陽會聚光束是具有焦線的，並且沿其焦線方向是被分割為若干部分的，每一部分的太陽會聚光束都是照射在透反管的某一條透光窗口上的，每一部分的太陽會聚光束的焦線都是和透反管的中心線任意平行的。
以下結合附圖進一步詳述本實用新型。
圖1是熱電採能器的橫剖面放大圖，圖2是本實用新型的總體圖。
在
圖1中，1是太陽電池，2是電絕緣兼良導熱層，3是太陽光譜選擇吸收層，4是熱電管基材，5是折光透鏡，6是反光鏡，7是吸熱流體，8是與太陽電池連接著的旁路二極體或穩壓管，9是熱電管，10是透反管，11是透光窗，12是太陽會聚光束。透反管10的基材是玻璃管，反射鏡面6可單作，然後粘在透反管10的壁上，也可鍍在其上。折光透鏡可單作如圖3的(a)或(b)，其中(a)為凹透鏡，(b)為凸透鏡，然後粘在透反管10的與太陽電池板條1對應的窗口上，也可如
圖1那樣直接在透反管10的基材上作成。由若干片聚光鏡23射出的每束太陽會聚光束射入透光窗11，經折光透鏡5折射變為分布均勻的或滿足其它需要的光束射至太陽電池1上，被它的有效面積和柵線反射的光被反光鏡6反射後射入鄰近的另一個太陽電池1上，其中大部分被吸收發電，其餘極少部分反射出後到鄰近的另一反光鏡上，被反光鏡反射到鄰近的光譜選擇吸收層3上，用於加熱水。這樣能使太陽電池1上和全部柵線上的反射光的損耗降低2個數量級以遠。透反管10的壁內和熱電管9的壁外之間的空間排出空氣，有利於延長太陽電池和光譜選擇吸收層的使用壽命，並有利於保溫。太陽電池1在溫度高時會降低效率，但在熱電管9內有水通過降溫。太陽會聚光束12以恆定的入射角照射在透反管上，這意味著這些會聚光束是由雙軸跟蹤太陽的跟日機運載著的聚光鏡23反射或折射來的。
在圖2中，13為供水器，也可是自來水塔或加壓水泵，14是供水管，15是供水閥門，16是熱電採能器，17是收水管道，18是收水閥門，19是收水容器，20是放水閥門，21是蓄電池，22是連接太陽電池的導線，23是由跟日機運載的反射聚光鏡。收水器19可以是保溫水箱或冷卻水池，當需儲存熱水備用時，收水容器19作為保溫水箱；當不需用熱水而單純發電時，收水容器19可作為冷卻水池，冷卻水池的水降溫後，可泵入供水器13，構成循環迴路，此情況下，冷卻水由熱電管9中通過，純作給光電池1降溫之用。
本實用新型的優點為(1)採用聚光發電可大幅度降低光伏發電成本。(2)熱電同產，既能充分保證滿足用戶的熱水需要，又能供電，一舉兩得。(3)熱電同產能給光電池降溫，保持其高的光電轉換效率。(4)燒熱水效率高，因全部會聚光束能以極有利的入射角射入透反管，夾層中又有真空保溫，熱電管反射的光因能被反射鏡反射而回收，所以燒熱水效率比熱管真空管或真空管熱水器的還要高，因為後兩者的玻璃套管的外面表把很大一部分陽光都反射掉了，因為太陽光線是平行光線，在這些玻璃套管上的入射角一般都是很大的。(5)便於儲存太陽能，無太陽時，能用自身發的電燒熱水或開水或取暖或照明。(6)發電規模可大可小，既可作家庭電源(同時代替家用熱水器)，也可在沙漠上或晴天較多的曠野，用於建造大規模的太陽能發電站。有利於克服地球汙染，保護生態環境，節約煤和石油。
權利要求1.一種高效太陽熱電同產器，包括熱電採能器、太陽會聚光束、供水器、收水器、收電器和管道閥門構成，其特徵在於A、所述熱電採能器由熱電管和透反管構成，熱電管的中心線和透反管的中心線相互平行，熱電管被透反管包圍著，在熱電管的管壁外表面上，布置有太陽電池板條和光譜選擇吸收層條，二者交替排列，太陽電池板條和熱電管基材之間由具有電絕緣性並易導熱的材料連接，熱電管內有吸熱介質流過，透反管壁上有條形透光窗和條形反光鏡，二者交替排列，熱電管的每一條太陽電池板條對應著透反管上的某一條透光窗口，透反管上每一條反光鏡對應著熱電管上的某一條光譜選擇吸收層條，熱電管的一端有進水口，另一端為出水口；B、所述供水器，包括管道及閥門，或包括容器及其進、出口和管道、閥門；C、所述收水器包括收水容器及收水口和放水口及管道、閥門。
2.據權利要求1所述的高效太陽熱電同產器其特徵在於所述熱電管上太陽電池板條所對應的透反管的透光窗口上，設置有能把太陽會聚光束變為使光線均勻投射在受照面上的折光透鏡。
3.據權利要求1所述的高效太陽熱電同產器，其特徵在於所述收水器是帶有管道、閥門的保溫水箱。
4.據權利要求1所述的高效太陽熱電同產器，其特徵在於所述收水器是帶有管道、閥門的冷卻水池，通過水泵和管道把冷卻水池和供水器連通起來。
5.據權利要求1所述的高效太陽熱電同產器，其特徵在於所述熱電採能器中，在熱電管壁外和透反管壁內之間的空間為真空。
6.據權利要求1所述的高效太陽熱電同產器，其特徵在於所述太陽會聚光束是具有焦線的，並且沿其焦線方向是被分割為若干部分的，每一部分的太陽會聚光束部是照射在透反管的某一條透光窗口上的，每一部分的太陽會聚光束的焦線都是和透反管的中心線平行的。
專利摘要本實用新型涉及一種高效太陽熱電同產器,用高倍聚光發電以大幅度降低太陽能發電成本和提高光伏電池轉換效率,同時能充分供應熱水給用戶。並能儲存太陽能,在無太陽時仍可用儲存的太陽能燒熱水、開水、煮飯、取暖等;它是由透反管和熱電管構成熱電採能器及能以恆定入射角射於採能器上的太陽會聚光束、供水器、收水器及管道閥門和收電器等所組成,具有成本低、功能多、光電轉換效率高、產熱效率高、熱電互補性同產等優點,還可用於建築大規模太陽光伏發電站。
文檔編號F24J2/08GK2380868SQ9821889
公開日2000年5月31日 申請日期1998年9月3日 優先權日1998年9月3日
發明者王存義 申請人:王存義