一種組合式太陽能發電裝置的製作方法

2023-06-30 19:26:21 1

專利名稱：一種組合式太陽能發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能發電領域，尤其是一種適於軍用單兵電源供電、野外太陽 能供電或個人家庭供電的組合式太陽能發電裝置。
技術背景現有技術中，太陽能的利用主要分為光利用和熱利用。太陽能熱利用主要分為兩 個方面一是太陽能熱水器，二是光熱發電。目前，作為太陽能光熱利用代表之一的太陽能 熱水器在我國已經初具規模，中國業已成為世界上最大的太陽能熱水器生產和銷售國。相 比之下，太陽能光熱發電技術才剛剛起步。太陽能光熱發電主要是指太陽能集熱器把收集 到的太陽輻射能傳遞至接收器，產生熱空氣或者熱蒸汽，用傳統的電力循環來產生電能。一 般適合於較大的發電系統，且由於太陽光照射的能量分布密度小，需要佔用巨大面積；同時 獲得的電能同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關，即太陽能熱發電系統在早晚或者雲遮間 隙必須依靠儲存穩定的能量才能維持系統正常運行，因此必須採取蓄熱措施，這是太陽能 光熱發電不可缺少的部分。而對於微型或者小型太陽能熱發電裝置採用蓄熱通過蒸汽循環 來發電則不實際。就太陽能光伏發電而言，由於太陽光照射的能量分布密度較小且同樣受 四季、晝夜及陰晴等氣象條件影響，具有光照不均勻的特點。當光照強烈時候，光電板來不 及轉化，多餘太陽能得不到利用並造成浪費，太陽能利用率低下；當光照不足時，發電量又 不夠。故這種缺陷已經嚴重製約了太陽能發電裝置的發展。

實用新型內容本實用新型首要解決的技術問題是，提供一種太陽能利用率更高的小型太陽能發 電裝置；更進一步要解決的技術問題是，降低現有太陽能發電裝置對陽光的依耐性，使其具 備全天候發電的特點，特別適用於單兵電源供電、野外太陽能供電或個人家庭供電。為了解決上述技術問題，本實用新型中採用了如下的技術方案一種組合式太陽能發電裝置，包括對應設置的光電板和聚光鏡，其特點在於，還設 置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內設置有蓄熱材料；所述光電板設置於蓄熱箱體外側並能將光電 板上多餘熱量傳遞到蓄熱箱體內；還設置有溫差發電模塊，溫差發電模塊的高溫端與蓄熱 箱體相接，並使得蓄熱箱體作為溫差發電模塊高溫端熱源。本實用新型中，在光電板發電式的太陽能發電裝置的基礎上，增設了蓄熱箱體和 溫差發電模塊，這樣，當白天太陽光照強的時候，光電板來不及轉化的熱能可以存儲在蓄熱 箱體內，當晚上或者天陰時候，可以靠設置的溫差發電模塊發電，這樣可以將光電板來不及 轉化的太陽能存儲後利用，極大地提高了太陽能轉化利用率；可以在天陰或者天黑後繼續 發電，降低了發電裝置對陽光的依耐性。其中，所述的蓄熱材料一般可以採用複合蓄熱材料 如以二氧化矽或者環氧樹脂為基材的聚乙二醇相變材料並添加高導熱材料(碳化矽或氮 化鋁)製備的蓄熱性能好的材料。所述的溫差發電模塊也是屬於成熟的現有技術，溫差發 電是一種利用半導體材料的塞貝爾效應，將熱能直接轉化為電能的新型發電方式。溫差發電模塊一般具有一個高溫端和低溫端，當高溫端和低溫端存在溫差時，溫差發電模塊就會 自動利用溫差進行發電，利用溫差發電模塊製造的發電機無需任何機械運動，具有體積小， 重量輕，免維護，無噪音，無汙染等優點，適宜應用於太陽能，廢能再利用等領域。作為進一步優化，所述溫差發電模塊的低溫端與一設置的水流通道相鄰，所述水 流通道進水端與一冷水儲存箱連接，另一端與一熱水儲存箱連接。由於水的比熱容大，故適 合作為溫差發電模塊的低溫端冷源。同時，當利用溫差發電模塊發電時，來自冷水儲存箱的 冷水經過水流通道後被加熱，進入熱水儲存箱儲存，可提供部分熱水。進一步提高熱能利用 率。作為進一步優化，在蓄熱箱體與溫差發電模塊高溫端一側之間還設置有催化燃燒 通道，所述催化燃燒通道進口端與燃料和氧化劑容置體體相連，催化燃燒通道內設置有催 化燃燒催化劑。所述催化燃燒催化劑採用顆粒狀的如Pt/Al203、Pd/Al203等等物質製得。所 述燃料和氧化劑容置體用於提供燃料和氧化劑並使其在催化燃燒通道裡面催化燃燒。這 樣，可以在蓄熱箱體蓄熱不足時，可開啟燃料和氧化劑瓶，使得燃料和氧化劑流過催化燃燒 通道經催化劑的作用催化燃燒產生熱量，產生的熱量作為溫差發電模塊發電熱量來源，可 使得本實用新型在夜晚和完全陰天等情況下實現發電。達到全天候供電的目的。實施時， 燃料優選採用化石燃料，氧化劑可以採用氧氣或者直接採用空氣，便於獲取和攜帶。作為進一步改進，所述催化燃燒通道出口端與二氧化碳吸收器相連。這樣可以吸 收排放的二氧化碳，使其不產生汙染，達到保護環境的目的。所述二氧化碳吸收器為成熟的 現有技術，一般可採用一個盛裝有二氧化碳吸附劑材料的容置體，當二氧化碳通過其內時 即被吸附掉。作為進一步優化，所述溫差發電模塊包括沿蓄熱箱體四周設置的四組。匹配地，催 化燃燒通道位於蓄熱箱體與四組溫差發電模塊高溫端一側之間，水流通道位於溫差發電模 塊的另一側的低溫端，這樣即充分利於了空間，使裝置結構小巧緊湊的同時最大化地提高 了溫差發電模塊的發電效率。作為另一優化，所述蓄熱箱體內部豎向並列設置有若干金屬格柵，沿各金屬格柵 橫向設置有若干金屬導熱翅片。其中的金屬導熱翅片，採用導熱性好的金屬材料如鋁等制 得。這樣可以提高蓄熱箱體內熱傳遞效率，避免蓄熱材料自身熱傳遞性能不高造成的不利影響。綜上所述，相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果1、本實用新型增設了蓄熱箱體和溫差發電模塊，故當太陽光照強烈時，光電板來 不及轉化的多餘熱量可以轉化到蓄熱箱體內存儲，並在天陰或天黑時利於溫差發電模塊將 熱能再次轉化為電能。故極大地提高了太陽能利用率並降低了發電裝置對太陽光照的依耐 性。2、本實用新型採用溫差發電技術將蓄熱材料所蓄的太陽能轉化為電量，同時進一 步優化後，可以使得蓄熱不足部分由化石燃料催化燃燒作為補充供熱，化石燃料催化燃燒 還可為蓄熱材料蓄熱；其燃燒產物中的CO2經CO2吸收劑被吸收，因此達到零排放；並使得 進一步降低了對太陽光照依耐性，做到全天候發電。3、因本實用新型對太陽能利用率高，對太陽光照依耐性低，故特別適合做到裝置 的小型化、微型化，可供單兵電源和家庭供電所用。[0016]4、本實用新型採用金屬翅片強化蓄熱材料中的傳熱，可以提高蓄熱材料的蓄熱速 率。蓄熱材料和催化燃燒的熱量通過溫差發電模塊後傳遞給用於冷卻溫差發電模塊冷端的 水，使其升溫，因此可以提供一部分熱水。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施實例和附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。具體實施時，如圖1所示，一種組合式太陽能發電裝置，包括光電板1和聚光鏡，所 述聚光鏡包括對應設置於光電板上方的凸透式聚光鏡2和對應設置於光電板下方的反射 式聚光鏡3。具體地說，還包括蓄熱箱體4，所述蓄熱箱體內4設置有蓄熱材料5，蓄熱箱體 4上方緊貼設置有一個與凸透式聚光鏡2對應的光電板1，蓄熱箱體4下方緊貼設置有一個 與發射式聚光鏡3對應的光電板1 ；還設置有溫差發電模塊6，所述溫差發電模塊6的高溫 端一側與蓄熱箱體4相鄰設置，溫差發電模塊6的另一側為低溫端且與一設置的水流通道7 相鄰。所述水流通道7進水端與冷水儲存箱8連接，另一端與熱水儲存箱9連接。在蓄熱 箱體4與溫差發電模塊6高溫端一側之間還設置有催化燃燒通道10，催化燃燒通道10內 設置有顆粒狀的催化燃燒催化劑，所述催化燃燒通道10進口端與燃料和氧化劑容置體11 相連。所述催化燃燒通道10出口端與二氧化碳吸收器12相連。具體實施時，所述溫差發 電模塊6是沿蓄熱箱體4四周設置有四塊；同時匹配地，催化燃燒通道10位於蓄熱箱體4 與四塊溫差發電模塊6高溫端一側之間，水流通道7位於溫差發電模塊6的另一側的低溫 端，。所述蓄熱箱體4內部豎向並列設置有若干格柵13，沿格柵13橫向設置有若干金屬導 熱翅片14。圖1中，箭頭表示光線方向。值得指出的本具體實施方式
及其附圖僅僅是對本實用新型進一步的說明而不是 限定。比如，所述冷水儲存箱8和熱水儲存箱9以及燃料和氧化劑容置體11和二氧化碳吸 收器12等構件均可以採用管道連接到別處位置，而不僅僅限於圖1所示位置。
權利要求一種組合式太陽能發電裝置，包括對應設置的光電板和聚光鏡，其特徵在於，還設置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內設置有蓄熱材料；所述光電板設置於蓄熱箱體外側並能將光電板上多餘熱量傳遞到蓄熱箱體內；還設置有溫差發電模塊，溫差發電模塊的高溫端與蓄熱箱體相接，並使得蓄熱箱體作為溫差發電模塊高溫端熱源。
2.如權利要求1所述的組合式太陽能發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電模塊的低 溫端與一設置的水流通道相鄰，所述水流通道進水端與一冷水儲存箱連接，另一端與一熱 水儲存箱連接。
3.如權利要求1或2所述的組合式太陽能發電裝置，其特徵在於，在蓄熱箱體與溫差發 電模塊高溫端一側之間還設置有催化燃燒通道，所述催化燃燒通道進口端與燃料和氧化劑 容置體體相連，催化燃燒通道內設置有催化燃燒催化劑。
4.如權利要求3所述的組合式太陽能發電裝置，其特徵在於，所述催化燃燒通道出口 端與二氧化碳吸收器相連。
5.如權利要求1或2或4所述的組合式太陽能發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電模 塊包括沿蓄熱箱體四周設置的四組。
6.如權利要求1或2或4所述的組合式太陽能發電裝置，其特徵在於，所述蓄熱箱體內 部豎向並列設置有若干金屬格柵，沿各金屬格柵橫向設置有若干金屬導熱翅片。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式太陽能發電裝置，包括對應設置的光電板和聚光鏡，其特點在於，還設置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內設置有蓄熱材料；所述光電板設置於蓄熱箱體外側並能將光電板上多餘熱量傳遞到蓄熱箱體內；還設置有溫差發電模塊，溫差發電模塊的高溫端與蓄熱箱體相接，並使得蓄熱箱體作為溫差發電模塊高溫端熱源。本實用新型對太陽能利用率高，同時對太陽光照依耐性低，具備全天候發電的特點，特別適用於單兵電源供電、野外太陽能供電或個人家庭供電。
文檔編號F28D20/00GK201656859SQ201020191959
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者周新晶, 安子龍, 王 鋒 申請人:重慶大學