CN101075793A - 立板风光高效发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明立板风光高效发电机，是用太阳直射光和部分漫射光进行中倍聚光的风光一体发电，能自动除尘、除鸟粪等解决了现有的传统固定式光伏发电损害电池寿命和效率的“热岛效应”和曲面聚光造成的光强不均匀的难题，创造了提高光电转换效率和延长电池寿命之法，解决了无太阳时用太阳能高效取暖的难题，创造了双赢互增的热电联产之法和自动应变避暴风并防震动之机构。它是由运载于自动跟日机的带有自动除尘的立板光伏发电器、平面集光系统、防震部件、捂揭部件和含有热泵的综合造冷系统或吸热部件所构成，具有发电效率高、成本低、电池寿命长、能自动除尘、因直漫射光都能用而适用地域广、供电连续性强，雪天夜晚能用太阳能高效取暖或供热水等优点。

Description

立板风光高效发电机
技术领域
本发明属于太阳能高效率低成本的光伏发电领域。
背景技术
为降低太阳能光伏发电成本和提高光电转换效率，光伏生产厂家和有关科研单位几十年来，从材料和制造工艺上作了无数多的工作，有了长足的进展，取得了巨大成绩，但其成本至今仍居高不下，距商业化仍有相当大距离。
我们感到，当前，在太阳电池使用上存在着大量浪费现象，从而有巨大潜力可挖，例如：
第一现在的太阳能光伏发电，一般都是固定安装，假如天气晴朗，满负荷发电工作时间也只有四个多小时，这是对太阳辐射能的巨大浪费。
第二，为减少上述浪费，人们作成了自动跟踪发电，证明能使发电功率(和固定朝南安装相比)，提高40％。减掉了自动跟日机的成本以后，也只能把光伏发电系统成本降低20％多。此举措对提高光电转换效率几乎无贡献。
第三，为节省电池成本和提高转换效率，人们用自动跟踪加高倍聚光技术，此举措虽能解决上述问题，但又存在新的问题：
①高倍聚光只能会聚太阳直射光，无法使用漫射光；
②高倍聚光带来高温，会损害光电转换效率和太阳电池寿命；
③高倍聚光使用非平面镜集光器，造成光斑照度不均匀，对太阳电池转换效率损伤很大。
在太阳直射光的年平均较丰富地区，若能解决后两个问题，则高倍聚光发电对提高光伏效率和减少电池成本效益很大。但在太阳漫射光多的地区效益会差一些，况且，要使高倍聚光后的光斑均匀化需要增加成本。
此外，在现今太阳光伏发电中还存在所谓“热岛效应”对发电效率和电池寿命的危害，这就是说，因光伏发电在露天工作，则鸟粪、落叶等落在太阳电池上，造成光照不均匀，并且日久形成不透明斑痕，不易清除，加之灰尘问题，使阳光接触太阳电池的份量减少，冬天落上积雪也影响发电效益。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述问题，就是要提供一种既能实现自动跟踪和聚光光伏发电技术，以节约太阳电池从而降低系统成本，又能不影响光斑均匀性；既能充分利用太阳直射光，又能部分的利用太阳漫射光；既能实现中倍聚光发电又能把太阳电池工作温度降得不超过环境温度；并能自动除尘、除积雪和克服了当今所谓“热岛效应”这个危害太阳电池效率和寿命的光伏发电技术。
为了减少光伏发电系统的其他成本，(例如控制器、输变电或者蓄电池、逆变器等)，并能使供电连续化，本发明能和风力发电有机的结合。
本发明是用如下技术方案实现的：
1.一种立板风光高效发电机，包括自动除尘的立板光伏发电管、自动应变避暴风机构的集光镜及聚采架、造冷散热系统及自动跟日机及其载物架，或者还包括改造后的风力发电机，其特殊之处在于：
A、所述聚采架固连于自动跟日机的载物架，载物架与自动跟日机活动连接，所述集光镜群与聚采架或载物架的连接方式有两种：或是活动连接即铰接的，或是固定连接即固接的，在工作状态时位于集光镜群的焦带上的光伏发电管以聚采架为依托而与之连接；
B、所述集光镜都是由平面镜组成的折面镜；
C、所述立板光伏发电管，简称立板发电管其任意横截面是楔形的或矩形的或方形的，换言之，它至少有两条边是直线，这些直线所在的平面，是接触太阳电池的平面，当所述光伏发电管在正确工作状态时，太阳电池板或是和太阳光线近似相平行的，或是相平行的，所述立板光伏发电管，内部是空腔，称为液冷腔腔内有冷却液，在端部至少有两个接口，用于分别通过两个挠性连管和储散腔的上、下两个接口连接通；
D、所述铰接的集光镜，是带有自动应变避暴风机构的，它是由集光镜单元构成的，所述集光镜单元是单扇的，或是双扇的，单扇集光镜单元简称单扇组元，双扇集光镜单元，简称双扇组元；
E、所述铰接的单扇组元，包括安置于镜框中的集光镜片和复位簧、限位体及铰接轴，或者还包括避风板和防震器，集光镜框通过铰接轴铰接于聚采架，复位簧两端分别连接于聚采架和镜框，能使铰接聚光镜恒保持在正确工作状态的限位体，安置于镜框和聚采架之间；
所谓避风板是能使集光镜在有害暴风来临时，能作避风旋转，以变成具有最小风阻的板状物或扁盒状物；
F、所述铰接的双扇组元，由主集光镜和附集光镜组成，所述主集光镜就是上述铰接于聚采架的单扇集光镜，所述附集光镜是以主集光镜为载体的集光镜，它包括安置于镜框中的镜片及复位簧和铰接轴，或者还包括防震器，附镜框通过铰接轴与主镜框铰接，复位簧两端分别连接于主镜框和附镜框；
G、所述制冷散热系统，或称造冷散热系统是液体冷却系统，包括液冷腔、挠性连管和储液降温部件，所述液冷腔的端部至少有两个和挠性连管接通的接口，所述挠性连管至少有上、下两个，下连管和储降部件的接口，高于立板光伏发电管所能达到的最高点，所述上和下连管都和储降部件中的工质相连通。
2.所述立板光伏发电管的装有太阳电池的两个平面壁外表和除尘器形成可触可离的连接关系，所述除尘部件包括除尘体、夹持组件、力传器件、驱动组件和信号控制器，所述除尘体由除尘头及其载体支板或支圈构成，所述除尘头由含电热丝的或不含电热丝的柔性材料构成，所述夹持组件一方面和除尘头的载体作传力连接以保证除尘头和太阳电池在工作时正确接触，另方面和力传器件连接，力传器件由位于光伏发电管两端的定位轮和挠传器件构成，驱动挠传器件作往复运动的位于发电管一端的定位轮的轴上固接有传力轮，传力轮与驱动组件作可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器控制。
3.所述防震器或是空腔防震器，或是液压防震器，或是弹力防震器，所述空腔防震器包括滑腔和与之相连的活塞，活塞插入滑腔中，在滑腔上有小孔，或者在活塞和滑腔之间留有微隙，活塞和滑腔分别安装于承铰接件和被铰接件，并以铰接轴心为转矩中心；
所述液压防震器安装于承铰接件和铰接件之间，两者之间的铰接轴或是固连于承铰接件的心轴，或是固连于铰接件的转轴，所述液压防震器包括腔壳、挡板、活门和活门支壳，挡板固接于和承铰接件固连的心轴，腔壳穿在所述心轴上并与心轴作静密封连接，并包容挡板和活门支壳之一部分，并与该部分作动密封连接，活门与其支壳活动连接，并以其为载体，活门和挡板之间所夹的空间可扩大或缩小，活门支壳和铰接件固连，因而和所述心轴成动密封，在腔壳与心轴和活门支壳之间充填工作介质；
所述液压防震器另一种组合形式是：
当铰接件通过和自己固连的转轴与承铰接件铰接时，此时，因挡板固连于转轴，故载有活门的活门支壳便与承铰接件固连，原来包容挡板和活门支壳一部分的静止的腔壳此时变为转动的腔壳并与转轴固连构成静密封，和活门支壳仍然构成动密封，在腔壳和转轴及活门支壳之间充填工作介质；
所述弹力防震器安装于承铰接件和铰接件之间。
4.所述自动避暴风机构还包括驱动部件，它或者是风力驱动部件，或者是电磁驱动部件，风力驱动部件，是所述双扇组元中的主扇板的铰接轴的不对称设置，或者是单扇组元的集光镜的铰接轴的不对称设置，换言之，上述两种情况的铰接轴把铰接件划为大小不等的两部分，所述双扇组元中的副集光镜，铰接于主集光镜的小部，所述单扇组元的避风板铰接于集光镜的小部；
所述固接发电板的避风机构的电磁驱动部件，包括电动器件和风力传感器，或者还包括含有大风自我保护电路的控制器，风力传感器和含有大风自我保护电路的控制器及电动器件之间是以电磁信号连接的，电动器件和自动跟日机的载物架之间，作成可传力矩的连接。
5.所述储液降温部件，简称储降部件，它是能把液体储存散热而与液冷腔之间进行热交换并促使液冷腔降温的部件，它或者是腔式储降部件，或者是蒸发式储降部件，或者是热泵储降部件，或者是吸附式储降部件，或者是帕尔帖式储降部件，或者是昼夜温差储降部件，或者是综合储降系统。
6.所述腔式储降部件，它是能储存液体并能自然散热而使液冷腔降温的腔体，它或者就是相配套的风力发电机支架内的腔体的偏上部分，即是上机架，名为储散腔，或是风力发电机支架以外的腔体名为外储散腔；储散腔与液冷腔之间有不少于两条可弯曲的挠性连管把它们连通，其中一条挠性管和储散腔的接口在其下部，它是用隔热材料作成或是用隔热材料包裹，另一挠性管和储散腔的接口在其上部；
所述蒸发式储降部件，包括储散腔和与其连通配套的蒸发腔，所述蒸发腔或者是以储散腔壁为载体，并环绕此腔壁，位于风轮下方，向上有开口，开口面环绕储散腔壁，内中液体与储散腔相互联通，或者还包括外蒸发器，外蒸发器是位于风力发电机以外的蒸发器；
所述热泵储降部件，包括热泵、冷热腔或储散腔、捂揭部件和驱动部件及信号控制器，所述热泵的吸热造冷端与储散腔内的工作介质作传热连接，或与冷热腔内的工作介质作传热连接，热泵的放热端必须位于冷热腔或储散腔之外，所述在热泵中循环的工作介质与热泵的驱动组件作传力连接，热泵的驱动组件或是电动压缩机，或是帕尔帖电路中的电源及其开关，或是电力产生的磁化——退磁交替动作以转移热量的组件，或是热力造成的吸收式或吸附式转移热量的组件，所述捂揭部件与冷热腔壁或储散腔壁作成可触可离的连接关系，捂揭部件与其驱动组件作可传力矩的连接，所述驱动组件受信号控制器的控制；
所述吸附式储降部件，包括吸附——解吸腔和散热冷凝器与蒸发造冷器和工作介质及吸传器件和捂揭部件，所述蒸发造冷器在吸附——解吸腔和散热冷凝器的下方，它或者是风电机的下机架腔，位于风电机机架或专用空心支柱以外的蒸发造冷器叫外造冷器，吸附——解吸腔位于散热冷凝器之上，内盛吸附剂，此三者相互连通，与吸附剂对应的工作介质在此三者中循环，吸附——解吸腔或者由所述自动跟日机运载而跟踪太阳，或者不跟踪，或者就是相配套的单扇集光镜的扁盒式避风板，所述捂揭部件装于蒸发造冷器外周，所述吸传器件是使蒸发造冷器和储散腔之间进行热交换的器件，它位于所述二者之间；
所述帕尔帖式储降部件，是根据帕尔帖制冷原理构成的储降部件，即使不同的配对金属端部作电连接，形成电回路，电路中有按照帕尔帖制冷原理流动着的电流，其制冷端或者位于所述液冷腔内，或者位于储散腔或冷热腔内，其产热端和风电机上部或方向尾翼或风轮或所述自动跟日机底座或其他地方作传热连接，所述回路中的电流是风电机或光伏发电器的富剩电流，或接其他电源；
所述昼夜温差储降部件，包括储散腔与冷热腔和捂揭部件及吸传器件，所述冷热腔或者就是所述风电机下机架中的腔体，或者是位于风电机以外的腔体，后者叫外冷热腔；所述吸传器件，是跨于冷热腔和储散腔之间而使二腔换热的器件，它或是液体循环管路，或是导热系数高的材料，所述捂揭部件，安装在储散腔或冷热腔周围，是按照在所述二腔造冷或热泵产热的需要，或者把储散腔或冷热腔捂住以隔热保冷，或者把隔热层揭开使此二腔裸壁散热或吸热的部件，它或者是隔吸式捂揭部件，或是旋叶式捂揭部件，或是推拉式捂揭部件，或是换捲式捂揭部件；
所述综合储降系统是指上述储降部件，即蒸发式储降部件，或是普通热泵储降部件，或吸附式储降部件，或帕尔帖式储降部件，或金属氢化物储降部件或昼夜温差储降部件中任意二种或二种以上同时并用构成的储降系统。
所述隔吸式捂揭部件，包括卧立板、隔吸板、翻转圈和被简称为挠传器件的挠性传力器件和驱动组件，或者还包括信号控制器和传感器及挠弹器件，所述卧立板一方面铰接于冷热腔壁或储散腔壁，另一方面和隔吸板活动连接，所述隔吸板是当它装上隔热层后，既能阻隔冷热腔壁或储散腔壁与环境之间的热传递，又能变成冷热腔或储散腔壁的散热片，还能变成当热泵吸热端温度过份低时需从外部大环境中吸热的吸热片的一种板片制品，它的正面有用于撑展连接隔热层的开口，两侧有通风窗口，其背面作成和冷热腔壁或储散腔壁可贴触可分离的连接关系，隔吸板经过挠弹器件和翻转圈连接，翻转圈分内外两圈而相连其内圈以冷热腔壁或储散腔壁为载体并可绕其旋转，翻转圈的外圈或直接的或通过力传器件后间接的与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器或传感器的控制；
所述旋叶式捂揭部件，包括隔热托板与隔热层和挠弹器件及翻转圈、力传器件和驱动组件，或者还包括信号控制器，或者还包括卧立板，隔热托板或直接的或通过卧立板后间接的与冷热腔壁或储散腔壁形成活动连接关系，另一方面能把隔热层撑展连接的隔热托板又通过挠弹器件和翻转圈连接，载有隔热层的隔热托板名为隔热叶片，所述翻转圈包括内圈和外边缘，可绕冷热腔壁或储散腔壁旋转的翻传圈的内圈与其活动连接，以其为载体，所述翻转圈直接的或通过力传器件而间接的与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器或传感器的控制；
所述换捲式捂揭部件，可分两种，第一种包括隔热层、原套筒、副套筒、副支柱和驱动组件，或者还包括挠弹器件和信号控制器，可绕冷热腔壁或储散腔壁旋转的原套筒与其活动连接，副支柱与冷热腔或储散腔的轴心线相平行，可绕副支柱转动的副套筒套于其周，隔热层的一端在原套筒缠绕后，固结于其周，或与挠弹器件之一端连接后，使挠弹器件之另一端固连于原套筒，隔热层之另一端在副套筒缠绕后固结于其周，原套筒和副套筒各固连有传力轮，都和驱动组件作成可转力矩连接，驱动组件与信号控制器相连系并受其控制；
所述第二类换捲式捂揭部件，包括隔热层、副支柱、副套筒、挠弹器件和驱动组件及信号控制器，隔热层的一端连接挠弹器件，挠弹器件另一端绕过冷热腔壁或储散腔壁后固结于其壁，隔热层另一端固结于副套筒壁，或者，隔热层这另一端连接挠传器件后绕过副套筒并固结于其壁，可绕副支柱转动的副套筒是活动的套于其周壁，所述副套筒与传力轮固连，传力轮与所述驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件与信号控制器相连系；
所述推拉式捂揭部件，包括多个隔热活瓣、牵拉组件、捲筒或转轮及驱动组件，或者还包括动作信号发生器，所述牵拉组件，是能使隔热活瓣在所述驱动组件作用下发生定时运动的组件，它包括内定件、弹簧、挠传器件及外定件和滑轮，其中，弹簧之一端连于隔热活瓣，另一端连于内定件，所述挠传器件之一端连于隔热活瓣，另一端绕过安装于所述外定件的滑轮后直接或间接的连接于所述转轮或捲筒，或者，把所述牵位组件作成另一种组合，就是把弹簧之一端连于外定件，另一端连接于所述隔热活瓣，所述挠传器件之一端连接于隔热活瓣，另一端绕过安装于所述内定件的滑轮后，直接或间接的固结于所述捲筒，所述捲筒与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件与信号发生器，或者是不可分割的一体式，或者是以后者发出的信号相联系的分体式；所述内定件是距储散腔最近的固定件，所述外定件是距储散腔较远的固定件。
所述固接集光镜的避风机构的电磁驱动部件，包括电动器件的风力传感器，或者还包括含有暴风自我保护电路的控制器，风力传感器和含有暴风自我保护电路的控制器及电动器件是以电磁信号连接的电动器件和自动跟日机的载物架之间，作成可传力矩的连接。
附图说明：
图1是本发明第1实施例的主视图；
图2是图1的右侧视图；
图3是第2实施例，是带有吸附制冷的综合储液降温系统的本发明；
图4是第3实施例，是含有热泵的具有热电联产功能的本发明；
图5是第4实施例，是腔式防震部件的原理图；
图6是第5实施例，是液压防震部件的原理图；
图7是图6的另一组装方式图；
图8是第6实施例，是隔吸式捂揭部件的主视图；
图9是图8的俯视图；
图10是第7实施例，是捲帘式捂揭部件的俯视图；
图11是第8实施例，是旋叶式捂揭部件的俯视图；
图12是9实施例，是推拉式捂揭部件的主视图；
图13是图12的俯视图；
图14是第10实施列，是含有吸附制冷和固接式集光镜的本发明；
图15是第11实施例，是把铰接集光镜换为固接集光镜的本发明
具体实施方式
在图1和图2中，1是自动跟日机，2是跟日机的赤纬自动跟踪部件，3是液压防震部件，4是弹簧，5是主集光镜，由平面反射镜构成，它通过如同铰接轴22铰接于聚采架19，6是在主集光镜5上铰接的附集光镜，7是除尘部件，用于清除太阳电池板8表面的灰尘，鸟粪、落叶等脏物，9是立板光伏发电管，简称立板发电管或发电管，它的两端固接于聚采架，它的每个侧面的太阳电池板(太阳电池和阳光不垂直，故称立板发电机)，受到相对应的来自各平面反射镜的太阳光线的照射，它的一端至少有两个接口，用于和挠性下连管26和挠性上连管29连接通，该两个挠性连管上端分别和储散腔32连接通，挠性连管26的上接口高于立板发电管所能达到的最高点，挠性下连管26周围有柔性隔热材料包裹，立板发电管内部是空腔，名为液冷腔，内有用于冷却太阳电池的工作介质循环流动，10是位于立板发电管两端的定位轮，在发电管上面两个定位轮之间和下面两个定位轮之间，各有挠传器件缠绕传力，挠传器件与除尘部件连接，在发电管一端的上和下两个定位轮轴上各固接传递力矩的传力轮17，与驱动组件24作可传力矩的连接，以驱动除尘部件往复运动，每天定时为太阳电池除污物，发电管两侧的除尘体之间有夹持组件，以保证除尘头(刷)和太阳电池接触良好。11是转换隔热叶片功能的翻转圈，12是风力发电机机架或空心支柱46，13是蒸发腔，14是上支架，15是滑轮，16是挠传器件，用于把含有变速器的驱动组件电动机39的动力，经变速部件和捲筒38后传递给翻转圈11，17是传力轮，18是入射在相邻两片平板反射镜上的两束阳光，19是聚采架，20是限位体，21是东附集光镜，22是铰接轴，23是主反射镜，24是电机，25是载物架，26是挠性下连管，27是帕尔贴电路的吸热端，28是吸传器件，29是挠性上连管，30是风轮，31是帕尔贴电路的放热端，32是储散腔及其工质，33是隔板，34是隔热层，35是冷热腔，36是捂揭部件，37是下翻转器，38是捲筒，39是含变速器的驱动组件即电机，40是挡簧桩。
由图1可见，立板发电管的关于太阳电池的对称轴线(实为对称平面)在自动跟日机工作状态时是平行于太阳光线的，每一个平板反光镜的平行反射光束都要全面覆盖所对应的太阳电池，众多的平板反光镜把反射光束集中于太阳电池，故名集光镜，因为它和抛物面反光镜或菲涅尔透镜的光斑的光强分布不同，它的光强分布是均匀分布，不需要匀光器件，它的受光面较大，它能接收经过各反光镜后的来自半个天空的漫射光，集光之后温度较高，对光电转换效率损伤很大，为提高效率和降低成本，必须使立板发电管内腔即液冷腔中的冷却液循环流动。由图2可见，在风力发电机机架即空心支柱内，用隔板33分成两腔，上腔名为储散腔，下腔为冷热腔，储散腔中的低温液经挠性下连管进入液冷腔，液冷腔中较热液体流入储散腔上部，一方面靠蒸发腔13向外散热，另方面，在冷热腔中造好的低温区经吸传器件吸收来自储散腔中的热量，所述吸传器件包括固体导热或液体管道循环导热或气体循环导热。为使储散腔或冷热腔降温造冷并保冷，所以要有捂揭部件36，例如要用昼液温差造冷并保冷，在夜间信号控制器(图中未画出)例如定时器之类，使电机39动作，驱动捂揭部件36揭开隔热层34，使储散腔和冷热腔中工质降到夜间最低温，早晨太阳临出时，信号控制器使电机动作，驱动隔热层捂住储散腔和冷热腔以阻止白天的环境热量流入。白天当储散腔32中温度高于环境温度时，传感器和信号控制器经过电机39驱动储散腔32外周的隔热层34揭开以散热。
图3是含有吸附制冷的本发明的主视图，图中41是蒸发造冷腔，(实质上还是冷热腔，但工质要和吸附剂相配)42是散热冷凝器，43是吸附——解吸腔即和阳光相垂直的扁盒式避风板，内藏吸附剂，例如沸石，此三部分相通而密封，有工质，例如水在三者中循环，利用昼液温差制造冰块或过冷水，用太阳能解吸，用夜间冷能吸附。44是立板发电管的壁，45是发电管中或液冷腔中的工质，46是不装风轮的专门造冷用的空心支柱。
图4是含有普通热泵的能热电联产的本发明。47是热泵的压缩机，48是位于用热器中的热泵的产热端，49是膨胀阀，50是位于储散腔中或冷热腔中的热泵的蒸发造冷端，由图4可知，众多的集光镜把太阳辐射投向太阳电池，一部分变为电能，大部分使液冷腔工质升温，然后进入储散腔，经热泵把热能吸收后运入用热器产热升温，另方面热泵使储散腔和冷热腔降温造冷，传入液冷腔，使太阳电池大幅度提高发电效率，由于热水的焓值远大于大气的，因此产热效率也高，结果是双高共赢。
图5是可供铰接聚光镜选用的腔式防震部件，51是滑腔，52是活塞，C是滑腔的微孔，若活塞伸入滑腔中有合适的微隙，也可不开此微孔，图中4个A孔和2个B孔，是分别往铰接件和承铰接件上固接安装用孔，图5中活塞和滑腔皆环形，若二者皆成直线形也可，但须增加直线运动变为园运动的机构。
图6是液压防震部件的构造图。图中54是固接于铰接轴22的挡板，铰接轴22固接于聚采架19，55是和铰接轴22作成静密封的腔壳，56是和活门支壳57作成活动连接的活门，活门支壳57固接于集光镜框53，集光镜框53和活门支壳57共同和铰接轴22及腔壳55作成动密封，在由腔壳55和活门支壳57及铰接轴22所构成的空腔中注入工作介质，当集光镜框遇到破坏性暴风而和集光镜一同作避风旋转时，活门56被打开，工质向后流，旋转几乎无阻力，当暴风过后，集光镜框受复位簧4之力反转欲复位时，活门关闭，阻止旋转，待工质由缝隙中慢慢向后流时，才允许集光镜框53慢转复位，故无震动。
图7是图6的另一装配形式，除了集光镜框53和聚采架19以外，其余零件是动件和静件互变的结果，例如图6中的腔壳55是静件，在图7中要和铰接轴22随集光镜框53一同转，图6中的活门支壳57是动件，在图7中因固接于聚采架而变为静件，图6中挡板54是静件，在图7中因它固接于铰接轴22而变为动件等等。活门56始终以活门支壳57为载体，与其活动连接。
图8是隔吸式捂揭部件主视图，图9是其俯视图。在图8和图9中，58是销轴，59是铰接于风力发电机机架12或空心支柱46的卧立板，60是连接翻转圈11和隔吸托板61的挠弹器件，62是隔吸托板61两侧开的通风窗口，63是隔吸托板61把隔热层34连接安装组成的隔吸板，隔吸板63的俯视图包含在图9中，隔吸托板61的横截面大致成凵字形，它由导热系数高的材料作成，其背面能与储散腔32或冷热腔35的周壁贴合，两侧有通风窗口，其正面开口，以把隔热层34张开并相连接，各隔吸板63的两端一方面都和卧立板59铰接，另方面通过挠弹器件60和上与下翻转圈11及37连接，翻转圈11或37各由内圈和外圈连接而成，其内圈和储散腔32或冷热腔35的腔壁活动连接并可绕其旋转和以其为载体，翻转圈的外圈被挠传器件16缠绕后并固结于其周；连接上翻转圈11的绕传器件16的其余两端，绕过滑轮15后，在捲筒或捲轮38沿相反方向缠绕后固结于其周；连接下翻转圈37的挠传器件16的其余两端，与捲筒或捲轮38的连接方式与上述相同。捲筒或捲轮38与驱动组件39作可传力矩的连接，所述驱动组件39包含原动机和变速组件。驱动组件39与传感器或信号控制器相连系。
图8和图9所示，是隔吸板的背面与储散腔32或冷热腔35的腔壁贴合，即使储散腔或冷热腔呈现散热或吸热状态，此情况下，众多隔吸板变成了散热器或吸热器，依储散腔或冷热腔中工质温度是高于或低于环境温度而定是散热或吸热，所述吸热，是用于含有热泵而实现热电联产的本发明，当无太阳时，热泵工作使储散腔或冷热腔温度过低，造成热泵吸热困难，效率下降，此时，所述二腔温度低于环境温度，需从环境中吸入热量进二腔以供热泵产热，众多隔吸板把环境热量集中于二腔中，使二腔中工质升温，因工质的焓值高于大气的，故能使热泵效率高于它作为气源热泵时。
当白天日出发电时，为了给所述二腔保冷，传感器或信号控制器经驱动组件39和上、下翻转圈使隔吸板63沿图9所示向顺时针方向转，就能把各隔吸板翻转180°，隔热层34全面与所述二腔的壁贴合，防止环境热量传入二腔中，故名隔吸板。
图10是换捲式捂揭部件俯视图。图中66是与风电机机架12相平行而立的副支柱，67是套于副支柱66周围的副套筒，可绕其旋转，65是套于风电机机架12周围的主套筒，可绕其旋转，隔热层34的一端固结于主套筒65周围，另一端固结于副套筒67周围，捲筒或捲轮38分别与主套筒65和副套筒67各作成可传力矩的连接，捲筒或捲轮38经过含有变速器的驱动组件39作成可传力矩连接，驱动组件39受信号控制器或传感器控制。主、副套筒皆可作成栅栏形或网格形，若要捂住机架12以隔热，可使隔热层34捲于主套筒65，若要“揭开”机架12以散热，可使隔热层34捲于副套筒67。
另一种换捲式捂揭部件的方案，是免去主套筒65，把隔热层34的端部连结一段挠弹器件，挠弹器件另一端在风电机机架12或空心支柱46周围缠绕后固结之，隔热层另一端仍固结于副套筒67，当要把风电机机架12或空心支柱46“揭开”散热时，驱动组件使副套筒67转动，把隔热层34缠于其周，此因挠弹器件可在风电机机架12或空心支柱46被拉伸一整圈以上。当要把机架12或空心支柱46“捂住”隔热时，驱动组件把副套筒67放开，挠弹器件靠弹性恢复力使隔热层复捲于机架12或空心支柱46周围。
图11是旋叶式捂揭部件的俯视图，其主视图已包含于图2或图4中，在图11中，翻转圈11由内、外两圈和连接辐组成，其内圈以风电机机架12为载体，活动连接，可绕其旋转，翻转圈11的外圈有挠传器件缠绕数圈后，把端部固结于其周，挠传器件的另外端点，绕过滑轮15到达捲筒或捲轮38，在捲筒或捲轮38缠绕数圈后固结于其周(参看图4)，捲轮38经过变速组件后与驱动组件39作成可传力矩连接。图中68是隔热叶片，它通过铰接销轴70铰接于机架12或空心支柱46，它由叶片托板69和隔热层34组成，它通过挠弹器件60与翻转圈11连接。例如在图11中，若翻转圈沿顺时针方向转一定角度，就能把全部隔热叶片拉成睡倒状态，把机架12“捂住”隔热。图11所示为机架12所含“二腔”向外散热状态，或从外界吸热状态。
图13和图12分别为捂揭部件第四种实施例，即推拉式捂揭部件的俯视图和主视图，图中72是隔热活瓣，73是平滑轮，74是隔热活瓣桩，用于固结挠传器件11的上端点，75是外定件，它经上支架14固连于支柱或风电机架61，76是固连于支柱12的内定件，此处是个环，弹簧71的一端连于此环，另一端连于隔热活瓣桩74，78是转动件，挠传器件16经过滑轮73和转动件78，下行至图22的捲筒或称捲轮38，缠绕后固结于其周边，捲筒38能过其变速器和驱动组件39作可传力矩连接，转动件78与上外定件75的中心距以及捲筒38与下外定件79之间的中心距皆不随时间变，在变速器中应串接蜗轮蜗杆副(图中未画出)，在电机39把隔热活瓣72拉开后，使支柱12中的储散腔和冷热腔散热时，如图13的状态，则可保持不变，当电机39反转时，弹簧(图中为拉簧)71使隔热活瓣72捂住空心支柱12以隔热。
图14和图15都是用固接式集光镜代替铰接式集光镜和与铰接有关的各零部件，除此而外的配套零部件不变。图14中含有吸附制冷部件，图中80是主集光镜，81是扁盒式避风板，它仍是吸附——解吸腔；图15中的82是西集光镜，83是东集光镜。固接集光镜失去了自动避大风和防震功能，为了不被暴风把集光镜或整个装置破坏，必须依靠自动跟日机上的功能，例如这种自动跟日机一般由两个电机驱动(双轴跟踪)，其控制器要有暴风自动保护电路和风力传感器等一系列措施，在暴风来临时，要使自动跟日机转到如图15所示的中天位置，使集光镜对风阻比较小(但不如我们能自动变形的铰接集光镜的风阻小)，这样将会增加跟日机或整个装置的成本，具有这种功能的自动跟日机，已被已有技术解决，兹不赘述。
本发明属于中倍聚光的太阳能发电，与热泵配合用于热电联产，效益很大。除了前述的压缩式热泵以外，各种热泵都能与本发明结合，例如吸收式热泵、吸附式热泵、电磁化热泵、金属氢化物热泵等等，皆可配套使用。
本发明的优点为：
1、发电效率高：因为太阳电池的发电效率之高低，和工作温度高低关系极大，本发明用善巧而廉价的方法造冷，例如发明了捂揭机构，利用昼夜温差和吸附制冷等法造冷，几乎不付出代价，只不过使驱动电机每天动作几秒或几十秒钟，就能获得大量冷能，使太阳电池以很高的光电转换效率发电，实为四两拨千斤之巧。
2、本发明能会聚太阳的直射光和部分漫射光，兼而用之，适用地域广泛。
3、中倍聚光，能节省太阳电池，降低对太阳电池的性能要求，降低发电成本。
4、安全可靠，不怕暴风破坏：因本发明的铰接聚光镜等能自动应变避暴风，又发明了高明的防震部件，不会震坏玻璃零件和太阳电池。
5、使用平面反光镜，大幅度提高对太阳电池的光照度，能保持光强均匀分布和较高的填充因数，并且集光镜制造简单、成本低。
6、能对太阳电池自动除落叶、除积雪、除鸟粪、除尘土，克服了传统太阳发电所存在的所谓“热岛效应”这个难题。
7、使太阳电池长寿化：因为本发明把太阳电池工作温度降低在不超过环境温度，并且解决了“热岛效应”这个难题。
8、能使阳光发电和产热并举，双赢互增，并解决了在无太阳时，也能用太阳能高效取暖这个难题。
9、使风和光发电结为一体，有利于克服纯风力或纯阳光发电的间断性，使用户方便，并能减少蓄电池的亏电状态，从而延长蓄电池寿命，同时能使控制器、逆变器、蓄电池等共用，减少这些器件的大约一半成本，提高利用率，从而使发电成本大为节约。

Claims (8)

1.一种立板风光高效发电机，包括自动除尘的立板光伏发电管、自动应变避暴风机构的集光镜及聚采架、造冷散热系统及自动跟日机及其载物架，或者还包括改造后的风力发电机，其特征在于：
A、所述聚采架固连于自动跟日机的载物架，载物架与自动跟日机活动连接，所述集光镜群与聚采架或载物架的连接方式有两种：或是活动连接即铰接的，或是固定连接即固接的，在工作状态时位于集光镜群的焦带上的光伏发电管以聚采架为依托而与之连接；
B、所述集光镜都是由平面镜组成的折面镜；
C、所述立板光伏发电管，简称立板发电管其任意横截面是楔形的或矩形的或方形的，换言之，它至少有两条边是直线，这些直线所在的平面，是接触太阳电池的平面，当所述光伏发电管在正确工作状态时，太阳电池板或是和太阳光线近似相平行的，或是相平行的，所述立板光伏发电管，内部是空腔，称为液冷腔腔内有冷却液，在端部至少有两个接口，用于分别通过两个挠性连管和储散腔的上、下两个接口连接通；
D、所述铰接的集光镜，是带有自动应变避暴风机构的，它是由集光镜单元构成的，所述集光镜单元是单扇的，或是双扇的，单扇集光镜单元简称单扇组元，双扇集光镜单元，简称双扇组元；
E、所述铰接的单扇组元，包括安置于镜框中的集光镜片和复位簧、限位体及铰接轴，或者还包括避风板和防震器，集光镜框通过铰接轴铰接于聚采架，复位簧两端分别连接于聚采架和镜框，能使铰接聚光镜恒保持在正确工作状态的限位体，安置于镜框和聚采架之间；
所谓避风板是能使集光镜在有害暴风来临时，能作避风旋转，以变成具有最小风阻的板状物或扁盒状物；
F、所述铰接的双扇组元，由主集光镜和附集光镜组成，所述主集光镜就是上述铰接于聚采架的单扇集光镜，所述附集光镜是以主集光镜为载体的集光镜，它包括安置于镜框中的镜片及复位簧和铰接轴，或者还包括防震器，附镜框通过铰接轴与主镜框铰接，复位簧两端分别连接于主镜框和附镜框；
G、所述制冷散热系统，或称造冷散热系统是液体冷却系统，包括液冷腔、挠性连管和储液降温部件，所述液冷腔的端部至少有两个和挠性连管接通的接口，所述挠性连管至少有上、下两个，下连管和储降部件的接口，高于立板光伏发电管所能达到的最高点，所述上和下连管都和储降部件中的工质相连通。
2.据权利要求1所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述立板光伏发电管的装有太阳电池的两个平面壁外表和除尘器形成可触可离的连接关系，所述除尘部件包括除尘体、夹持组件、力传器件、驱动组件和信号控制器，所述除尘体由除尘头及其载体支板或支圈构成，所述除尘头由含电热丝的或不含电热丝的柔性材料构成，所述夹持组件一方面和除尘头的载体作传力连接以保证除尘头和太阳电池在工作时正确接触，另方面和力传器件连接，力传器件由位于光伏发电管两端的定位轮和挠传器件构成，驱动挠传器件作往复运动的位于发电管一端的定位轮的轴上固接有传力轮，传力轮与驱动组件作可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器控制。
3.据权利要求1所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述防震器或是空腔防震器，或是液压防震器，或是弹力防震器，所述空腔防震器包括滑腔和与之相连的活塞，活塞插入滑腔中，在滑腔上有小孔，或者在活塞和滑腔之间留有微隙，活塞和滑腔分别安装于承铰接件和被铰接件，并以铰接轴心为转矩中心；
所述液压防震器安装于承铰接件和铰接件之间，两者之间的铰接轴或是固连于承铰接件的心轴，或是固连于铰接件的转轴，所述液压防震器包括腔壳、挡板、活门和活门支壳，挡板固接于和承铰接件固连的心轴，腔壳穿在所述心轴上并与心轴作静密封连接，并包容挡板和活门支壳之一部分，并与该部分作动密封连接，活门与其支壳活动连接，并以其为载体，活门和挡板之间所夹的空间可扩大或缩小，活门支壳和铰接件固连，因而和所述心轴成动密封，在腔壳与心轴和活门支壳之间充填工作介质；
所述液压防震器另一种组和形式是：
当铰接件通过和自己固连的转轴与承铰接件铰接时，此时，因挡板固连于转轴，故载有活门的活门支壳便与承铰接件固连，原来包容挡板和活门支壳一部分的静止的腔壳此时变为转动的腔壳并与转轴固连构成静密封，和活门支壳仍然构成动密封，在腔壳和转轴及活门支壳之间充填工作介质；
所述弹力防震器安装于承铰接件和铰接件之间。
4.据权利要求1所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述自动避暴风机构还包括驱动部件，它或者是风力驱动部件，或者是电磁驱动部件，风力驱动部件，是所述双扇组元中的主扇板的铰接轴的不对称设置，或者是单扇组元的集光镜的铰接轴的不对称设置，换言之，上述两种情况的铰接轴把铰接件划为大小不等的两部分，所述双扇组元中的副集光镜，铰接于主集光镜的小部，所述单扇组元的避风板铰接于集光镜的小部；
所述固接发电板的避风机构的电磁驱动部件，包括电动器件和风力传感器，或者还包括含有大风自我保护电路的控制器，风力传感器和含有大风自我保护电路的控制器及电动器件之间是以电磁信号连接的，电动器件和自动跟日机的载物架之间，作成可传力矩的连接。
5.据权利要求1所述的立板风光高效发电机，其特征在于：所述储液降温部件，简称储降部件，它是能把液体储存散热而与液冷腔之间进行热交换并促使液冷腔降温的部件，它或者是腔式储降部件，或者是蒸发式储降部件，或者是热泵储降部件，或者是吸附式储降部件，或者是帕尔帖式储降部件，或者是昼夜温差储降部件，或者是综合储降系统。
6.据权利要求5所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述腔式储降部件，它是能储存液体并能自然散热而使液冷腔降温的腔体，它或者就是相配套的风力发电机支架内的腔体的偏上部分，即是上机架，名为储散腔，或是风力发电机支架以外的腔体名为外储散腔；储散腔与液冷腔之间有不少于两条可弯曲的挠性连管把它们连通，其中一条挠性管和储散腔的接口在其下部，它是用隔热材料作成或是用隔热材料包裹，另一挠性管和储散腔的接口在其上部；
所述蒸发式储降部件，包括储散腔和与其连通配套的蒸发腔，所述蒸发腔或者是以储散腔壁为载体，并环绕此腔壁，位于风轮下方，向上有开口，开口面环绕储散腔壁，内中液体与储散腔相互联通，或者还包括外蒸发器，外蒸发器是位于风力发电机以外的蒸发器；
所述热泵储降部件，包括热泵、冷热腔或储散腔、捂揭部件和驱动部件及信号控制器，所述热泵的吸热造冷端与储散腔内的工作介质作传热连接，或与冷热腔内的工作介质作传热连接，热泵的放热端必须位于冷热腔或储散腔之外，所述在热泵中循环的工作介质与热泵的驱动组件作传力连接，热泵的驱动组件或是电动压缩机，或是帕尔帖电路中的电源及其开关，或是电力产生的磁化——退磁交替动作以转移热量的组件，或是热力造成的吸收式或吸附式转移热量的组件，所述捂揭部件与冷热腔壁或储散腔壁作成可触可离的连接关系，捂揭部件与其驱动组件作可传力矩的连接，所述驱动组件受信号控制器的控制；
所述吸附式储降部件，包括吸附——解吸腔和散热冷凝器与蒸发造冷器和工作介质及吸传器件和捂揭部件，所述蒸发造冷器在吸附——解吸腔和散热冷凝器的下方，它或者是风电机的下机架腔，位于风电机机架或专用空心支柱以外的蒸发造冷器叫外造冷器，吸附——解吸腔位于散热冷凝器之上，内盛吸附剂，此三者相互连通，与吸附剂对应的工作介质在此三者中循环，吸附——解吸腔或者由所述自动跟日机运载而跟踪太阳，或者不跟踪，或者就是相配套的单扇集光镜的扁盒式避风板，所述捂揭部件装于蒸发造冷器外周，所述吸传器件是使蒸发造冷器和储散腔之间进行热交换的器件，它位于所述二者之间；
所述帕尔帖式储降部件，是根据帕尔帖制冷原理构成的储降部件，即使不同的配对金属端部作电连接，形成电回路，电路中有按照帕尔帖制冷原理流动着的电流，其制冷端或者位于所述液冷腔内，或者位于储散腔或冷热腔内，其产热端和风电机上部或方向尾翼或风轮或所述自动跟日机底座或其他地方作传热连接，所述回路中的电流是风电机或光伏发电器的富剩电流，或接其他电源；
所述昼夜温差储降部件，包括储散腔与冷热腔和捂揭部件及吸传器件，所述冷热腔或者就是所述风电机下机架中的腔体，或者是位于风电机以外的腔体，后者叫外冷热腔；所述吸传器件，是跨于冷热腔和储散腔之间而使二腔换热的器件，它或是液体循环管路，或是导热系数高的材料，所述捂揭部件，安装在储散腔或冷热腔周围，是按照在所述二腔造冷或热泵产热的需要，或者把储散腔或冷热腔捂住以隔热保冷，或者把隔热层揭开使此二腔裸壁散热或吸热的部件，它或者是隔吸式捂揭部件，或是旋叶式捂揭部件，或是推拉式捂揭部件，或是换捲式捂揭部件；
所述综合储降系统是指上述储降部件，即蒸发式储降部件，或是普通热泵储降部件，或吸附式储降部件，或帕尔帖式储降部件，或金属氢化物储降部件或昼夜温差储降部件中任意二种或二种以上同时并用构成的储降系统。
7.据权利要求6所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述隔吸式捂揭部件，包括卧立板、隔吸板、翻转圈和被简称为挠传器件的挠性传力器件和驱动组件，或者还包括信号控制器和传感器及挠弹器件，所述卧立板一方面铰接于冷热腔壁或储散腔壁，另一方面和隔吸板活动连接，所述隔吸板是当它装上隔热层后，既能阻隔冷热腔壁或储散腔壁与环境之间的热传递，又能变成冷热腔或储散腔壁的散热片，还能变成当热泵吸热端温度过份低时需从外部大环境中吸热的吸热片的一种板片制品，它的正面有用于撑展连接隔热层的开口，两侧有通风窗口，其背面作成和冷热腔壁或储散腔壁可贴触可分离的连接关系，隔吸板经过挠弹器件和翻转圈连接，翻转圈分内外两圈而相连，其内圈以冷热腔壁或储散腔壁为载体并可绕其旋转，翻转圈的外圈或直接的或通过力传器件后间接的与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器或传感器的控制；
所述旋叶式捂揭部件，包括隔热托板与隔热层和挠弹器件及翻转圈、力传器件和驱动组件，或者还包括信号控制器，或者还包括卧立板，隔热托板或直接的或通过卧立板后间接的与冷热腔壁或储散腔壁形成活动连接关系，另一方面能把隔热层撑展连接的隔热托板又通过挠弹器件和翻转圈连接，载有隔热层的隔热托板名为隔热叶片，所述翻转圈包括内圈和外边缘，可绕冷热腔壁或储散腔壁旋转的翻传圈的内圈与其活动连接，以其为载体，所述翻转圈直接的或通过力传器件而间接的与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件受信号控制器或传感器的控制；
所述换捲式捂揭部件，可分两种，第一种包括隔热层、原套筒、副套筒、副支柱和驱动组件，或者还包括挠弹器件和信号控制器，可绕冷热腔壁或储散腔壁旋转的原套筒与其活动连接，副支柱与冷热腔或储散腔的轴心线相平行，可绕副支柱转动的副套筒套于其周，隔热层的一端在原套筒缠绕后，固结于其周，或与挠弹器件之一端连接后，使挠弹器件之另一端固连于原套筒，隔热层之另一端在副套筒缠绕后固结于其周，原套筒和副套筒各固连有传力轮，都和驱动组件作成可转力矩连接，驱动组件与信号控制器相连系并受其控制；
所述第二类换捲式捂揭部件，包括隔热层、副支柱、副套筒、挠弹器件和驱动组件及信号控制器，隔热层的一端连接挠弹器件，挠弹器件另一端绕过冷热腔壁或储散腔壁后固结于其壁，隔热层另一端固结于副套筒壁，或者，隔热层这另一端连接挠传器件后绕过副套筒并固结于其壁，可绕副支柱转动的副套筒是活动的套于其周壁，所述副套筒与传力轮固连，传力轮与所述驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件与信号控制器相连系；
所述推拉式捂揭部件，包括多个隔热活瓣、牵拉组件、捲筒或转轮及驱动组件，或者还包括动作信号发生器，所述牵拉组件，是能使隔热活瓣在所述驱动组件作用下发生定时运动的组件，它包括内定件、弹簧、挠传器件及外定件和滑轮，其中，弹簧之一端连于隔热活瓣，另一端连于内定件，所述挠传器件之一端连于隔热活瓣，另一端绕过安装于所述外定件的滑轮后直接或间接的连接于所述转轮或捲筒，或者，把所述牵位组件作成另一种组合，就是把弹簧之一端连于外定件，另一端连接于所述隔热活瓣，所述挠传器件之一端连接于隔热活瓣，另一端绕过安装于所述内定件的滑轮后，直接或间接的固结于所述捲筒，所述捲筒与驱动组件作成可传力矩的连接，驱动组件与信号发生器，或者是不可分割的一体式，或者是以后者发出的信号相联系的分体式；所述内定件是距储散腔最近的固定件，所述外定件是距储散腔较远的固定件。
8.据权利要求1所述立板风光高效发电机，其特征在于：所述固接集光镜的避风机构的电磁驱动部件，包括电动器件的风力传感器，或者还包括含有暴风自我保护电路的控制器，风力传感器和含有暴风自我保护电路的控制器及电动器件是以电磁信号连接的，电动器件和自动跟日机的载物架之间，作成可传力矩的连接。
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