一種太陽能綜合利用裝置的製作方法
2023-05-27 02:16:36 1
專利名稱：一種太陽能綜合利用裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能利用設備，具體涉及一種太陽能綜合利用裝置。
背景技術：
太陽能電池組件的光電轉換效率和轉換材料的效率與光生載流子的多少密切相關，採用大量的太陽能電池組件導致成本極高；太陽光中約50％的光不能產生載流子，僅產生熱。因此，要滿足高注入載流子的條件是提高光照強度。光照強度提高必然產生大量的熱，而高熱將使太陽能電池轉換效率下降，甚至損壞太陽能電池；太陽能電池組件因封裝和裸露於露天環境使表面不潔產生熱島效應，導致電池片的損壞相當高，且生產技術難度也較大；目前，太陽能熱水器基本上是中、低溫型，冬天或者在高寒地區不適用；目前使用的太陽能灶基本上是露天使用，即不方便也不衛生，並且不便於操作；現在應用的太陽光照明裝置，由於採光原因達不到正常照明所要求的照度。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有太陽能應用設備的不足，設計製造一種結構簡單、成本低廉的滿足太陽能產生電能、熱能或光能的太陽能綜合利用裝置。
上述目的是通過以下技術方案實現的一種太陽能利用裝置，包括固定安裝在支架上的會聚透鏡，在會聚透鏡的下方，沿會聚透鏡的光軸方向設置有光能轉換設備。會聚透鏡與光能轉換設備之間的距離為，會聚透鏡會聚在光能轉換設備上的光斑面積，應等於光能轉換設備垂直會聚透鏡光軸的截面積。
所述光能轉換設備為太陽能電池組件、光導纖維或熱管等，使用該設備產生電能、熱能或光能，以滿足不同的使用要求。
本實用新型的有益效果是由於本裝置將太陽能會聚後利用，使光能轉換設備得到充分利用，可以從整體上降低製造成本，並便於檢修、更換，使用。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型單體發電、發熱裝置結構示意圖；圖2為本實用新型多個小型單體集成發電、發熱裝置結構示意圖；圖3為本實用新型多個小型單體集成太陽光照明、發熱裝置結構示意圖。
圖中1.光軸 2.會聚透鏡 3.會聚透鏡護罩 4.太陽光跟蹤裝置 5.基座 6.太陽能電池組件 7.傳熱板 8.熱管 9.水箱或蒸汽發電裝置 10.會聚透鏡支架 11.濾光鏡 12.光纖 13.照明燈具 14.被照明空間具體實施方式
本實用新型一種太陽能利用裝置包括固定安裝在會聚透鏡支架10上的會聚透鏡2，在會聚透鏡的下方，沿會聚透鏡的光軸1方向，設置有光能轉換設備。會聚透鏡與光能轉換設備之間的距離為，會聚透鏡會聚在光能轉換設備上的光斑面積，應等於光能轉換設備垂直會聚透鏡光軸的截面積。
所述光能轉換設備為太陽能電池組件6、熱管8、光纖12、等，使用這些設備產生電能、熱能或光能，以滿足不同的使用要求。
圖1顯示本實用新型單體發電、發熱裝置的實施例。按照使用要求，太陽能電池組件6可採用單片、也可用未經過封裝的數片太陽能電池片層疊在一起，由於會聚的光束很強，因此透射的光線很強，可以將上部電池片透射的光傳至後片同時發電，可最大限度避免光線反射散失，使太陽光得到充分利用。層疊在一起的太陽能電池片可簡單封裝，降低生產難度、減少封裝材料、降低生產成本，並可避免熱島效應，提高電池壽命。
為了提高光電轉換效率，同時降低太陽能電池組件表面的溫度，可在會聚透鏡2和太陽能電池組件6之間設置濾光鏡11，濾光鏡11可濾除不能產生載流子而只產生熱的光。
如
圖1所示，在太陽能電池組件6底面設置傳熱板了，傳熱板與一根或以上熱管8相連。熱管8的另一端與水箱9相連，可將高會聚太陽光產生的熱量傳走，達到散熱的目的，並產生高溫熱水，該水箱9可作成分體式，用於冬季取暖和吸附式或吸收式空調熱源、或獲取生活用熱水。對於大型太陽能發電場，可將多個這樣的單體太陽能光電發電裝置產生的熱匯集在一個或數個蒸汽發電裝置上形成太陽能熱蒸汽發電裝置9，使太陽能得到更充分的利用，並可大大降低太陽能發電的總成本。
為了提高散熱效果，也可在會聚透鏡2與太陽能電池組件6之間設置傳熱板7和熱管8，在使用濾光鏡11的情況下，可在會聚透鏡2與濾光鏡11之間設置傳熱板7和熱管8。
傳熱板7可以是任何形狀，只要滿足使用要求即可。傳熱板與熱管可作成一體式。
除採用熱管8散熱外，也可依據不同條件改用水冷卻系統，避免過熱使太陽能電池組件的光電轉換效率降低。
如
圖1所示，當把太陽能電池組件6撤去，該裝置即成為單一的太陽能集熱器，與水箱或熱蒸汽發電裝置9相連，可獲取生活用熱水或進行太陽能熱發電。
圖2顯示本實用新型多個小型單體集成發電、發熱裝置的實施例。將多個會聚透鏡2小型單體集中裝在會聚透鏡支架10上，在每個會聚透鏡2沿光軸1的正下方設置太陽能轉換設備，可達到與大型單體同樣的功能。或者將
圖1的單體結構直接縮小後，多個集中裝於一個太陽光跟蹤裝置4上。在相同條件下，小型單體集成裝置比大型單體的造價低很多，可大大降低使用成本。
如
圖1或圖2顯示.根據產生熱量溫度的高低，可將會聚透境支架10作成開放式或者全封閉式，在將該裝置用為單一的太陽能集熱器時，最好採用全封閉式，並採用絕熱材料製作會聚透鏡支架10，以達到更好的集熱效果。在採用全封閉形式時，可將會聚透鏡支架10內部抽成真空或充入惰性氣體，或加入除溼材料，以避免結霧，提高透明度。
圖3顯示為本實用新型多個小型單體集成太陽光照明、發熱裝置的實施例。在每個會聚透鏡2沿光軸1的正下方設置光纖12，通過光纖12將太陽光引入需要照明的場所14內的照明燈13上，可獲得很強的照明光線。實際使用中，還可以用導熱快的材料製成太陽能光灶，將光纖12的另一端直接與太陽能光灶相連。
為了降低聚光所產生的熱量，也可在會聚透鏡2與光纖12之間設置濾光鏡11，並在會聚透鏡支架10內設置傳熱板7，並與熱管8相連，將熱管8通入水箱9，提供生活熱水或直接用於蒸汽發電，或與太陽能熱灶相連。
本實用新型所述的太陽能裝置設置有太陽光跟蹤裝置4，可以保持會聚透鏡2始終朝向太陽，達到聚光效果最佳。本裝置可使聚光度達數百倍以上，因此在同等條件下，可大幅度減少太陽能電池組件的用量，同時可極大提高現有太陽能電池轉換效率。
為了保護會聚透鏡2，或者在會聚透鏡支架10採用全封閉結構時的需要，可加裝會聚透鏡護罩3。會聚透鏡護罩3應選用高透光率的材料製作。
本裝置會聚透鏡2可採用玻璃或其它高透光材科製作，只要能夠滿足使用要求即可。
本裝置可設置有充電裝置、蓄能裝置、逆變器、穩壓裝置，能製成多種功率的太陽能電源，以滿足不同負載的需要。通過大型陣列還可形成大型發電場，併網發電。
權利要求1.一種太陽能綜合利用裝置，包括固定安裝在支架上的會聚透鏡、太陽能轉換設備、濾光鏡等，其特徵是所述會聚透鏡設置在支架上，在會聚透鏡的下方，沿會聚透鏡光軸方向設置有光能轉換設備。
2.如權利要求1所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是所述光能轉換設備為太陽能電池組件、光纖或熱管。
3.如權利要求1或2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是在所述會聚透鏡和光能轉換設備之間可設置濾光鏡。
4.如權利要求2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是所述太陽能電池組件可以是單片太陽能電池板，也可以是經過簡單封裝的、層疊在一起的數片太陽能電池片。
5.如權利要求1或2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是在所述會聚透鏡和太陽能電池組件之間設置熱管，熱管的另一端與水箱或蒸汽發電裝置相連，也可在太陽能電池組件底面設置熱管。可用水冷卻系統代替熱管。
6.如權利要求1或2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是在所述會聚透鏡下方設置有熱管，熱管的另一端與太陽能熱灶、水箱或蒸汽發電裝置相連。
7.如權利要求1或2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是在所述會聚透鏡下設置有光纖，光纖另一端引入室內照明或與太陽能光灶相連。
8.如權利要求1或2所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是在所述會聚透鏡和光纖之間可設置熱管，熱管的另一端與太陽能熱灶、水箱或蒸汽發電裝置相連。
9.如權利要求1所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是可將透鏡支架作成封閉型，可抽真空或充入惰性氣體或加入除溼材料。
10.如權利要求1所述的一種太陽能綜合利用裝置，其特徵是該裝置設置有太陽跟蹤系統，可加裝充電裝置、蓄能裝置、逆變器和穩壓裝置等。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能綜合利用裝置，包括固定安裝在支架上的會聚透鏡，沿會聚透鏡光軸方向設置有太陽能電池組件、光導纖維、熱管濾光鏡等光能轉換設備。由於本裝置可使太陽光經過會聚達到高聚光度，大幅度降低了製造成本，並便於檢修、更換，使用。
文檔編號F24J2/00GK2911534SQ20062002279
公開日2007年6月13日 申請日期2006年3月1日 優先權日2006年3月1日
發明者夏秋 申請人:夏秋