CN103296930A - 太阳能集热油箱式温差发电系统及其中所用之装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供太阳能集热油箱式温差发电系统及其中所用之一体平面式微超热管导热装置、过渡金属合金超导热装置以及它们的应用。一种二次太阳能光电模组，二次太阳能光电模组包括一框架，所述框架上部安装有菲涅耳聚焦透镜，在框架内、菲涅耳聚焦透镜的下方安装有二次太阳能光电模块，二次太阳能光电模组从上到下依次包括砷化镓太阳能电池单元、第一快速导热装置、温差发电片单元、利用过渡金属的第二快速导热装置以及散热器。本发明还提供了利用太阳能的微超热管导热装置、追日系统、温差（史达灵）引擎、暖水系统、温差发电系统和车载恒温系统。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用、导热装置技术领域，具体地说，本发明涉及太阳能集热油箱式温差发电系统及其中所用之一体平面式微超热管导热装置、过渡金属合金超导热装置以及它们的应用。
背景技术
现有太阳能发电多以太阳能硅芯片为核心，安装在支架上正对太阳的一面，直接接受太阳照射而进行能量转换。这种方式单位面积上阳光利用率较低，功率较小，如要大功率，需要很大的面积。为此，有设计者研发了砷化镓太阳能电池片，配合聚焦透镜使用，可以做到小面积而达到大功率，从而提高太阳能利用率。与此同时，太阳能电池片对着太阳光聚焦使用时必然会产生高温，因此，砷化镓太阳能电池片的散热成为一个关键，砷化镓太阳能电池太阳能电池片必须配置快速导热、散热装置。而目前导热性能较佳的导热和散热装置主要有热管、均温板及其相关产品，它们的主要由铜制作，都是在一个密封空间中注入液态工作介质，并形成毛细组织，其工作过程是受热端受热使工作介质升温气化，在冷端放热冷凝，通过毛细结构回流至热端，进行循环热交换和热传递，实现快速导热。然而，上述的热管、均温板等制作工艺十分复杂，包括产品的成型、毛细组织的设计、工作介质的注入、产品的密封等等，而且材料成本较高，致使其生产效率较低而且制作成本相当高。
另一方面，目前砷化镓太阳能电池模块工作时产生的大量热量一般都直接散发掉而没有加以利用，这实际上也构成了一种资源浪费，因此如何对其热量加以利用也是申请人一直研究的课题。
再一方面，在现有的砷化镓太阳能电池模块或者大功率发光二极管LED模块结构中，其与导热装置或者散热装置之间的贴合通常是直接贴合、周边焊接的方式，这种方式对产品表面的加工要求极高，然而即使表面加工平整，也会由于材料的不同、热膨胀率不同等因素，造成接触面不能达到真正的完全接触，从而影响导热及散热过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用一体平面式微超热管导热装置的太阳能集热油箱式温差发电系统。根据本发明的第一方面，一种太阳能集热油箱式温差发电系统，其特征在于：该温差发电系统包括太阳能集热器以及内置有与太阳能集热器联系的热交换器的储油箱，在所述储油箱的外壁粘附有若干温差发电片，且所述的温差发电片与储油箱之间设有一体平面式微超热管导热装置或者钇合金超导热装置。
根据本发明的第二方面，一种一体平面式微超热管导热装置，其特征在于：其包括由一具有真空密闭腔体的均温板，所述真空密闭腔体内设有毛细组织并具有适量的第一工作流体，该第一工作流体是由甲酸 (HCOOH) 或丁酸 ( C4H8O2 )、氧化氘(D2O)和水配制而成；且所述均温板的一内里面还设有回环型热管，该回环型热管内亦设有毛细组织并具有适量的第二工作流体，该第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2) 、及水配制而成；所述回环型热管还具有延伸至均温板外部的延伸段，且于该延伸段上还设有活塞机构。
根据本发明的第三方面，所述均温板或平板式超热管亦设有与其真空密闭腔体连通的延伸部，微超热管在板面式热管内及或外一样有连通的延伸热管。
根据本发明的第四方面，所述第一工作流体是由甲酸(HCOOH) 或丁酸、氧化氘(D2O)和水配制而成；第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2)、及水配制而成；限制高柱拾组以上乘数百瓦LED路灯各结点温度低于 80℃。
根据本发明的第五方面，一种钇合金超导热装置，该钇合金超导热装置主要由含钇1%－20%、钪1%－10%、铝1%－80%的合金材料制作成型的。
根据本发明的第六方面，一种二次太阳能光电模组，其特征在于：所述的二次太阳能光电模组包括一框架，所述框架上部安装有菲涅耳聚焦透镜，在框架内、菲涅耳聚焦透镜的下方安装有二次太阳能光电模块，所述二次太阳能光电模组从上到下依次包括砷化镓太阳能电池单元、第一快速导热装置、温差发电片单元、第二快速导热装置以及散热器。
根据本发明的第七方面，在所述二次太阳能光电模组中，在砷化镓太阳能电池单元与第一快速导热装置之间、第一快速导热装置与温差发电片单元之间、温差发电片单元与第二快速导热装置之间以及第二快速导热装置与散热器之间，分别设有石墨及钇铝合金膜夹层。
根据本发明的第八方面，所述第一快速导热装置为双联一体平面式微超热管导热装置, 其微超导热管设在均温板之上、第二快速导热装置为钇钪铝合金超导热装置，该钛钪铝合金超导热装置是由钛、钪、铝为原料的合金材料制作成型的。
根据本发明的第九方面，所述石墨及钛铝合金膜夹层（4）是由石墨、钇铝为原料的合金材料制作。
根据本发明的第十方面，所述石墨膜夹层中合金材料为含有钇、铝、钛、钼、钪中任意一种或几种任意比例的合金材料。
根据本发明的第十一方面，在所述框架（1）的外围还围设有遮光绝缘膜，该遮光绝缘膜是由二氧化锆、石墨、稀土与纳米碳玄武岩纤维（carbon basalt fibre）制作的。
根据本发明的第十二方面，在所述二次太阳能光电模块的砷化镓太阳能电池单元上方还设有聚光杯。
根据本发明的第十三方面，所述菲涅耳聚焦透镜的尖角R值少于0.025mm, 其与菲涅耳聚焦透镜不同处是内设计有二次再折射结构提高聚焦倍数，且其镜面上方设有耐高温玻璃保护。
根据本发明的第十四方面，所述第一快速导热装置为双联一体平面式微超热管导热装置, 微超导热管在均温板之上再导热至温差发电片、第二快速导热装置为钇合金超导热装置。
根据本发明的第十五方面，在所述框架的外围还围设有由二氧化锆或石墨、稀土与纳米碳玄武岩制作成型的耐热遮光板。
根据本发明的第十六方面，第一快速导热装置的砷化镓太阳能电池单元生电外、亦带第二快速导热装置的温差发电片单元生电,为双聚光二次太阳能生电模块。
根据本发明的第十七方面，一种耐千度高温纳米炭玄武岩纤维( nano carbon basalt fibre )太阳能电池盒，包括超热管, 连同追日马达及菲涅耳透镜或带二次菱镜或透镜的二次光源数百倍以上配合了弧度透镜带聚焦平板镜或带弧度双重聚焦板的百瓦以上的砷化镓太阳能电池板；稀土及金属合成材料加于玄武岩纤维中制作太阳能电池盒。
根据本发明的第十八方面，二氧化锆 ZrO2混合玄武岩材料制作太阳能电池盒。
根据本发明的第十九方面，超大功率LED或新型砷化镓太阳能 MCM/ MEM电子组件，直接封装于这双联或多联一体平面式微超热管导热装置。
根据本发明的第二十方面，双联或多联一体平面式微超热管导热装置追日太阳能电池再生能源高柱LED群组路灯系统。
根据本发明的第二十一方面，双联或多联一体平面式微超热管导热装置, 包括温差引擎及或温差半导体发电器件，用于温差发电。
根据本发明的第二十二方面，一种温差引擎，直接使用太阳能作为热源，通过集热装置如凸透镜或者凸透菲林等集中太阳能，对第一缸体直接加热；或者先将太阳能转换成电能，再通过电热装置对第一缸体加热。
根据本发明的第二十三方面，在温差引擎的第二缸体与散热器之间采用微超热管导热装置连接，使该第二缸体热量快速导热，再利用散热器散发。
根据本发明的第二十四方面，追日锌化镓太阳能电池板，其特征在于：
GPS定位系统与集光器的结合误差不超过0.3度；
菲涅耳透镜与砷化镓太阳能板集中模块；
太阳能板的导热装置散热的区块。
根据本发明的第二十五方面，所述追日砷化镓太阳能电池板，包括多联一体平面式微超热管导热装置，作为在航天船仓或卫星上的热水, 温室或电力设备。
根据本发明的第二十六方面，暖水系统，利用水的自体冲力带动马达发电给制热自动片利用新型超导热管的快速导热的作用及其伸延弯曲热管围绕至水管加大制热的面积故可使冷水变成温水。
根据本发明的第二十七方面，以所述微超热管导热装置作为致冷片热端与自来水管之间的导热装置，将致冷或导热片产生的热量快速传导给自来水管，进而加热水管中的自来水；其以自来水自身的流动力作为能量来源，提供给发电马达发电，进而作为致冷片的电源。
根据本发明的第二十八方面，双联或多联一体平面式微超热管的伸延导热管直接绕装至水管导热, 弯曲的超热管增大导热面面积。
根据本发明的第二十九方面，一种车载恒温系统，包括安装在车内的太阳能供电装置、以及与所述太阳能供电装置电连接的控制器、致冷片和风机，还包括冷端导热管和热端导热管，冷端导热管的一端附着在致冷片的冷端，另一端延伸至风机的出风口处；热端导热管的一端附着在致冷片的热端，另一端则延伸至车身外部。
根据本发明的第三十方面，致冷片的热端及热端导热管的车内部分包覆有隔热材料。
根据本发明的第三十一方面，所述冷端导热管及热端导热管的端部均设有散热翅片，以增大热交换面积。
根据本发明的第三十二方面，通过控制芯片设定温度的数值，超过该设定数值时即自动启动恒温系统运行，使致冷片工作，进行降温，从而达到恒温的目的。
附图说明：
图1是本发明二次太阳能光电模块的结构示意图。
图2－1、图2－2和图3是本发明的微超热管导热装置的示意图
图4是本发明的采用了本发明的追日系统的太阳能电池板的方框图。
图5是用于本发明的追日系统的菲涅耳聚焦透镜碳合玄武岩纤维的太阳能电池盒的示意图
图6是本发明的追日系统的示意图。
图7－10是本发明的温差引擎的示意图。
图11是本发明的太阳能无能耗暖水系统的示意图。
图12是本发明的结构示意图；
图13是图12中A处的局部放大图；以及
图14是本发明的车载恒温系统的示意图。
具体实施方式：
下面参照附图、结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述的二次太阳能光电装置包括一框架1，所述框架1上部安装有菲涅耳聚焦透镜2，在框架1内、菲涅耳聚焦透镜2的下方安装有二次太阳能光电模块3，所述二次太阳能光电模块3从上到下依次包括砷化镓太阳能电池单元31、第一快速导热装置32、温差发电片单元33、采用过渡金属的第二快速导热装置34以及散热器35。
在二次太阳能光电模块3中，在砷化镓太阳能电池单元31与第一快速导热装置32之间、第一快速导热装置32与温差发电片单元33之间、温差发电片单元33与第二快速导热装置34之间以及第二快速导热装置34与散热器35之间，均分别设有石墨钇铝合金膜夹层4。石墨钇铝合金膜夹层4的作用是与其相邻各层表面充分接触，并且快速导热，从而使它们之间的热传导效率更高，散热效果更好。
在本发明的上述技术方案中，石墨钇铝合金膜夹层4是由石墨、钇、铝为原料的合金材料制作的。
在本发明的实施例中，所述第一快速导热装置32为双联一体平面式微超热管导热装置；第二快速导热装置34为钇钪铝合金超导热装置，呈矩形或者圆柱形块状结构，并开设有数个纵向通空；该钇钪铝合金超导热装置是由钇、钪、铝为原料的合金材料制作成型的。钇合金超导热材料及其超导热装置的导热性能极佳，主要体现在以下几方面：
1．钇、钪属于稀土元素，耐高温且热阻小，铝的传热速度快，因此钇钪铝合金的热传递速度快。
2．钇钪铝合金的热辐射率高，因此吸收的热能可快速辐射散发掉。
3．无需密封设计，可开设通孔加强热端与冷端的空气对流，进一步增强散热。
在本发明的上述技术方案中，在所述框架1的外围还围绕框架设有遮光绝缘膜11，该遮光绝缘膜11是由二氧化锆、石墨、稀土与纳米碳玄武岩纤维（carbon basalt fibre）制作的，形成太阳能电池盒板块。
上述技术方案中，在所述二次太阳能光电模块3的砷化镓太阳能电池单元31上方还设有聚光杯5，其作用是进一步增强聚光效果。
本发明采用了上述技术方案后，砷化镓太阳能电池模块工作时热量能及时散发出去，而且散发的热量用于给温差发电片的热端加热，实现温差发电，相当于对太阳能进行二次利用，进一步提高了太阳能利用率；本发明中采用钇钪铝合金超导热装置作为快速导热装置，其结构简单制作成本低，导热效率快；采用石墨钇铝合金膜作为有效连接砷化镓太阳能电池单元31、第一快速导热装置32、温差发电片单元33、第二快速导热装置34以及散热器35之间的夹层，利用石墨钇铝合金膜本身延展性好、导热效率高等特性，确保各结构层之间的全面有效接触并加速热传导，有利于散热。
当然，附图中所示的只是本发明的一个较佳实施例，这个实施例仅仅是例示性的，而不是限制性的。本实施例中的钇钪铝合金超导热装置也可采用热管或者均温板等快速导热装置代替，只要其基本结构原理与本实施例一致，则应在本发明保护范围之内。
本发明还提供一种双联一体平面式微超热管导热装置：
如图2－1和图3所示，本发明所述的微超热管导热装置包括由一具有真空密闭腔体110的均温板101，真空密闭腔体110内设有毛细组织并具有适量的第一工作流体，第一工作流体是由甲酸(HCOOH)或丁酸( C4H8O2 )、氧化氘(D2O)和水配制而成。均温板1的内面或外面还设有回环型热管102，回环型热管102内还设有毛细组织并具有适量的第二工作流体，第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2)及水配制而成。回环型热管102还具有延伸至均温板101外部的延伸段122，且在该延伸段122上还设有活塞机构103，活塞机构103可加快回环型热管102中第二工作流体的气液对流，有利于进一步加速热传导和提高热传导效率及能力。
均温板101外还设有与其真空密闭腔体110连通的延伸部112，其作用是方便使用时与外界散热器或者热源进行连接或回流焊接至其它带超热管的散热或热转换中介器件应用。
本发明的较佳的方案是：所述第一工作流体是由甲酸 (HCOOH) 或丁酸( C4H8O2 )、氧化氘(D2O) 和水配制而成，因为甲酸及丁酸的变蒸气温度点（沸点）在 69℃ / 72℃，第一工作流体在催化作用下在约30℃至 80℃工作区具有更大热传输、转换及变化能力，从而能发挥最佳的热传导性能。第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2)及水配制而成，因联氨或丙酸开始变蒸气温度点（沸点）在 52℃/54℃，第二工作流体在催化作用下在约30℃至 70℃工作区具有更大热传输、转换及变化能力，从而能发挥最佳的热传导性能。
本发明采用上述技术方案后，集热管、均温板传热于一体，在工作流体及微超热管催化作用下,提高了热传导效率，并通过热管上设置的活塞机构进一步加强第二工作流体的对流，进一步提高热传导效率；再辅以特别配制的低热阻、低潜热的第一、第二工作流体，使其在特定工作区域具有更大的热转换、传输及变化能力，其超音速工作速度不但可提高热传导效率，双体延伸冷端也可适应特殊场合设计及应用的需要。
本发明导热装置使用方便，适用范围广泛，适用于任何发热结点温度为80℃左右的超大功率电子器件的散热机构中，包括直接用于大功率LED模块或其直接封装模块、砷化镓太阳能光电模块或其直接封装模块 ( 如图2－2)的散热或者其它需要快速导热、散热及或热转换的设备和仪器中。
本发明的双联或多联一体平面式微超热管导热装置可应用与大功率LED模块以及太阳能电池模块及追日再生能源高柱LED群组路灯。
本产品直接以前述微超热管导热装置为载体，将大功率LED或砷化镓太阳能电池模块直接封装在平面式超热管导热装置表面如图2所示、或者将太阳能电池模块直接安装在微超热管导热装置如图2－1的表面，从而使大功率LED模块或太阳能电池模块工作中产生的热量快速散发。
追日再生能源高柱LED路灯如图4, LED灯组直接安装于平面式超导热管, 而伸延冷端至另外追带超导热管至铝散热器及或灯柱散热。平板式热管的伸延冷端连接至或回流焊至其它热管至散热器或灯柱; 平板式热管的伸延冷端亦可是用第三内置超导热管, 其第三工作液是少量丙醛( C9H18O ) 及丙酸 (C3H6O2) 和水配制而成的混合液, 用以增强其功能及扩大应用范围。
此外，本发明还涉及一种小型追日系统，这种系统涉及光电感应和太阳能电池板接口设备技术领域。追日系统包括一绕竖直轴线旋转的直立架体、安装在直立架体上并绕水平轴线旋转的水平架体，其中直立架体由第一步进马达及第一齿轮组驱动旋转，水平架体由第二步进马达和第二齿轮组驱动旋转；所述第一步进马达、第二步进马达由控制器控制，所述控制器还与一感光器及电源连接。通过本发明追日系统，能控制太阳能电池板始终保持正对太阳中心点，获得最大的照射强度和最长的照射时间，大大提高了太阳能的利用率；同时，由于转换效率的大大提高，相对而言，少量的太阳能电池板即可满足相应的需求，节约了成本和空间。
如图4所示, 本发明的小型追日系统的适用于目前的交通号志灯、路灯、以及一些可发光的装置上。因为它的体积小、重量轻，比如可安装在路灯上。灯杆上面一般加装的太阳能板是很大的及多片多组式,必须要有足够的充电量才能够使负载体发光。
图5是用于本发明的追日系统的菲涅耳聚焦透镜碳合玄武岩纤维的太阳能电池盒。
如图5所示，耐千度高温纳米炭玄武岩纤维( nano carbon basalt fibre )太阳能电池盒( 1 )的新型超热管 (2 ),连追日马达 (3) 及菲涅耳透镜或带二次棱镜或透镜的二次光源数百倍以上配合了弧度透镜带聚焦平板镜或带弧度双重聚焦板( 4 ) 的百瓦以上的砷化镓太阳能电池板( 5 )。稀土及金属合成材料亦可加于玄武岩纤维中制作太阳能电池盒。除了太阳能电池盒, 稀土及金属合成材料亦可制造风力发电风叶, LED灯柱,热水缸, 水管等。
二氧化锆 ZrO2 具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂与石墨及稀土及金属合成材料( 可耐热摄氏1000度以上高温) 可掣造金属薄膜金属太阳能电池盒。或其材料混合玄武岩材料制作太阳能电池盒。除了太阳能电池盒, 亦可制造风力发电风叶, LED灯柱,热水缸, 水管等。
本发明的双联一体平面式微超热管导热装置可安装于追日太阳能电池板, 而LED则置于另一双联一体平面式微超热管导热装置上, 但LED灯亦可置于双联一体平面式微超热管导热装置的平板式热管的伸延冷端上; 而多组LED高柱组灯亦可用多组双联一体化平面式微超热管导热装置或一体化多联一体平面式微超热管导热装置，导热至散热器或灯柱上。
本发明的追日太阳能电池板体积小，不需要很大的太阳能充电电池。采用了追日系统，其表面的日照时间增加.更能使充电量增加、成本降低.不像一般传统太阳能电池有日照角度及太阳能板成本的负担及工程施工的电缆铺设，造成不必要的浪费。
本发明的追日系统的一个实施例如图 6所示。追日系统包括一绕竖直轴线旋转的直立架体601、安装在所述直立架体601上并绕水平轴线旋转的水平架体602，其中所述直立架体601由第一步进马达603及第一齿轮组631驱动旋转，水平架体602由第二步进马达604和第二齿轮组641驱动旋转；第一步进马达603、第二步进马达604由控制器605控制，控制器605还与一感光器606及电源607连接。控制器605控制第一步进马达603和第二步进马达604的旋转角度， 从而使安装在水平架体上的太阳能电池板正对太阳中心点；随着太阳能电池板的相对运动，感光器感应到的阳光照射强度也不断变化，控制信号也不断变化，当变化达到一定程度时，控制器控制第一步进马达和第二步进马达旋转一角度，确保太阳能电池板再次与太阳中心正对，如此运行一直到太阳下山。因此，通过本发明的追日系统，能控制太阳能电池板保持正对太阳中心，获得最大的照射强度和最长的照射时间，大大提高太阳能的利用率；同时，由于转换效率的大大提高，相对而言，采用较小的太阳电池板即可满足相应的需求，能节约成本和节省空间。其优点为体积小不需要很大的太阳能充电电池.有了本发明的追日系统其面照的时间增加.更能使充电量增加、成本降低.不像一般太阳能电池受日照角度的限制及太阳能电池板成本的负担及工程施工的制约。
本发明的追日系统属小型可携带型的太阳能追日系统。因为地球有昼夜之分，目前一般的太阳能板属于直版式的，故太阳日照的时间只有3小时。阳光稍微斜度时太阳能电池板的光转换率就会变少,加上阳光不足时就无法启动所需要的灯具或任何所需的产品，故需要大量的太阳能板或者加装昂贵的风力发电机来辅助发电。
本发明的追日系统耗电少、成本低并减少太阳能板的数量，而且白天从太阳升起时，太阳能电池板中心点面对阳光直到太阳下山始终保持正对太阳中心点，一直工作。
另一方面，由于太阳能电池板或风光互补再生能源上千瓦高柱LED群组路灯需体积小而电力储备大, 平面式超导热管上太阳能电池板热转换能量甚高。如果因地理环境以及太阳能电池板体积小而导致电力不足，则可利用温差引擎供电予LED群组灯。
本发明还涉及一种温差引擎，即史达灵引擎。
如图7所示，温差引擎从结构上而言包括：动力输出轴701，动力输出轴1上连接有凸轴702，凸轴2上同轴枢接有第一连杆731和第二连杆732，其中第一连杆731的另一端与设置在第一缸体741内的第一活塞751连接，第二连杆732的另一端与设置在第二缸体742内的第二活塞752连接，所述第一缸体741与第二缸体742通过管道706连通，且连通空间706内设有气体工质707，第一缸体741外部设有对第一缸体741及其内气体工质707加热的热源781，第二缸体742外部则设有加速第二缸体742及其内气体工质707冷却的散热器782。
本发明的温差引擎的工作过程如下：
首先，如图7所示，第二缸体742容积最小时，冷态的气体工质707主要位于第一缸体741空间内，通过热源781对第一缸体741加热后，气体工质707膨胀作功，进入图8所示状态：膨胀的气体工质707推动第一活塞751以及第一连杆731向右运动；同时，膨胀的气体工质707还通过管道706进入第二缸体742，推动第二活塞752以及第二连杆732向下运动，在第一连杆731、第二连杆732的联合作用下，凸轴702作顺时针旋转，进而通过动力输出轴701顺时针旋转；
随着气体工质707作功能量下降以及凸轴2旋转惯性的因素，进入图9所示的状态：即第一连杆731、第一活塞751开始反向运动，第一缸体741的容积越来越小，气体工质707越来越多地进入第二缸体742直到第二缸体742容积最大，第二缸体742在其外部散热器782的作用下，其内气体工质707快速降温，一方面，第一缸体741容积继续减小，第二缸体742容积也逐渐缩小、其内气体工质707温度继续降低，直到进入图10所示的状态：第一缸体741容积最小，气体工质707主要位于第二缸体742内且温度降至最低，形成冷态气体；在运动惯性的作用下，第二连杆732、第二活塞752开始将冷态气体工质707压入第一缸体741，从而再次达到如图7所示的状体，如此反复循环，实现连续动力输出。
采用本发明的技术方案，可直接使用太阳能作为热源，通过集热装置如凸透镜或者凸透菲林等集中太阳能，对第一缸体直接加热；或者先将太阳能转换成电能，再通过电热装置对第一缸体加热。因此，不但能充分利用太阳能，而且无需燃烧燃料，既节约能源，又无污染，是一种真正绿色环保的动力输出装置。
为了使气体工质707快速冷却，在本发明温差引擎的第二缸体742与散热器782之间采用本发明的微超热管导热装置连接，使该第二缸体742热量快速导离，再利用散热器782散发，达到快速冷去气体工质707的目的。
本发明还涉及太阳能无能耗暖水系统。
如图11所示，本发明的太阳能无能耗暖水系统包括一箱体801，所述箱体801形成有入水口811、水流通道812，并连接有出水管道813；且所述箱体801还设有一隔腔810，在隔腔810内安装有发电机802及与发电机802连接的控制芯片803，且发电机802的叶轮821位于所述水流通道812中；出水管道813外壁附有致冷片804，且致冷片804与控制芯片803连接。
在所述出水管道813的外壁与所述至热片803之间设有超导热管805，且超导热管805环绕出水管道813。采用超导热管805的目的是进一步加速热交换并增大热交换面积，使出水管道813及其内的水快速升温，达到快速暖水的效果。
本发明采用上述结构后，可将暖水系统的入水口与自来水水龙头出口连接，打开水龙头后，利用自来水自身的流动力，对发电机的叶轮作功，使叶轮旋转，带动发电机发电，从而给致冷片804供电，使致冷片的热端发热，经过超导热管的导热作用，快速与出水管道热交换使出水管道升温；另一方面，由于自来水对叶轮作功后，水流压力降低，流速降低，因此出水管道的水流速度降低，而这更有利于水与出水管道进行充分的热交换，使水温升高，达到快速暖水的效果。在寒带地区洗手洗菜或是用水的时候往往因为水太冷而使手抽筋或是难以把水果蔬菜清洗干净。利用暖水系统可提升水温，有助于清洗水果蔬菜。
本发明采用致冷片的热端为热源，成本低，制热快；以本发明的微超热管导热装置作为致冷片热端与自来水管之间的导热装置，将致冷或导热片产生的热量快速传导给自来水管，进而加热水管中的自来水；其以自来水自身的流动力作为能量来源，提供给发电机发电，进而作为致冷片的电源，因此没有使用任何外界电能或者燃烧燃料，充分体现了节能环保的理念。
此外,本发明涉及一种利用太阳能的温差发电系统，该温差发电系统包括太阳能集热器以及内置有与太阳能集热器联系的热交换器的储油箱，于所述储油箱的外壁粘附有若干温差发电片。所述的温差发电片与储油箱之间设有石墨钇铝合金膜夹层。通过上述结构，太阳能集热器吸收太阳能转换成热能，通过热交换器与储油箱内的矿物油进行热交换，使油箱内的矿物油温度升高，油温升高使油箱壁温度升高，热量经过油箱壁、石墨钇铝合金膜夹层传递给温差发电片，使温差发电片的热端温度升高，与冷端形成温差，实现温差发电。由于储油箱的体积较大，其外表面积也较大，因此可安装较多数目的温差发电片，从而获得可利用的发电量。
如图12和13所示，本发明所述的利用太阳能的温差发电系统，该温差发电系统包括太阳能集热器901以及内置有与太阳能集热器901联系的热交换器的储油箱902，于所述储油箱902的外壁粘附有若干温差发电片903。所述的温差发电片903与储油箱902之间设有石墨钇铝合金膜夹层904。本实施例中储油箱902整体呈长方体结构，以利于温差发电片903和石墨钇铝合金膜夹层904的贴附，确保有效接触及导热。
本发明中，石墨钇铝合金膜夹层904是由石墨、钇、铝为原料的合金材料制作。石墨钇铝合金膜本身延展性好，能确保温差发电片903与储油箱902的外壁充分紧密接触，而且其导热效率高，确保差发电片903与储油箱902的外壁实现快速高效率的热传导。
之所以采用矿物油是因为矿物油的沸点高，能使油温升高到上百度，从而使温差发电片的热端与冷端的温差更大，以提高温差发电的效率；而且矿物油储能时间长，能延长温差发电持续时间。
通过上述结构，太阳能集热器901吸收太阳能转换成热能，通过热交换器与储油箱902内的矿物油进行热交换，使油箱内的矿物油温度升高，油温升高使油箱壁温度升高，热量经过油箱壁、石墨钇铝合金膜夹层904传递给温差发电片，使温差发电片的热端温度升高，与冷端形成温差，实现温差发电。由于储油箱902的体积较大，其外表面积也较大，因此可安装较多数目的温差发电片，从而获得可利用的发电量。
当然，图中所示只是本发明的一个简单实施例，本实施例中的钇钪铝合金超导热装置也可采用热管或者均温板等快速导热装置代替，只要其基本结构原理与本实施例一致，则应在本发明保护范围之内。
本发明还涉及车载恒温系统。如图14所示，车载恒温系统包括安装在车内的太阳能供电装置1001、以及与所述太阳能供电装置1001电连接的控制器1002、致冷片1003和风机1004，其还包括冷端导热管1005和热端导热管1006，冷端导热管1005的一端附着在致冷片1003的冷端1031，另一端延伸至风机1004的出风口处；热端导热管1006的一端附着在致冷片1003的热端1032，另一端则延伸至车身外部，且致冷片1003的热端1032及热端导热管1006的车内部分包覆有隔热材料1007。
当车内温度超过设定数值时，控制芯片1002启动车载恒温系统，通过太阳能供电装置1001即太阳能电池给致冷片1003供电，利用致冷片1003的特性，使致冷片1003的冷端1031温度降低，从而使冷端导热管1005的温度降低，风机1004出口吹出的风的温度也降低，从而达到车内降温的目的；而致冷片1003热端1032温度升高，通过热端导热管1006则延伸至车外散热，由于有隔热材料1007包覆热端1032及热端导热管1006的车内部分，因此其发热不影响车内温度，热量由车外部分及时散发。所述冷端导热管1005及热端导热管1006的端部均设有散热翅片1008，其目的是增大换热面积，提高换热效率。
车载恒温系统中冷端导热管1005和热端导热管1006均分别采用本发明的微超热管导热装置，达到快速热交换的目的，更好地维持恒温。
车载恒温系统通过控制芯片设定温度的数值，超过该设定数值时即自动启动恒温系统运行，是致冷片工作，进行降温，从而达到恒温的目的，避免车内出现高温。
Claims (32)
1.一种太阳能集热油箱式温差发电系统，其特征在于：该温差发电系统包括太阳能集热器（901）以及内置有与太阳能集热器（901）联系的热交换器的储油箱（902），在所述储油箱（902）的外壁粘附有若干温差发电片（903），且所述的温差发电片（903）与储油箱（902）之间设有一体平面式微超热管导热装置或者钇合金超导热装置（904）。
2.一种一体平面式微超热管导热装置，其特征在于：其包括由一具有真空密闭腔体（110）的均温板（101），所述真空密闭腔体（110）内设有毛细组织并具有适量的第一工作流体，该第一工作流体是由甲酸 (HCOOH) 或丁酸 ( C4H8O2 )、氧化氘(D2O)和水配制而成；且所述均温板（101）的一内里面还设有回环型热管（102），该回环型热管（102）内亦设有毛细组织并具有适量的第二工作流体，该第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2) 、及水配制而成；所述回环型热管（102）还具有延伸至均温板（101）外部的延伸段（122），且于该延伸段（122）上还设有活塞机构（103）。
3.根据权利要求2所述的一体平面式微超热管导热装置，其特征在于：所述均温板或平板式超热管（101）亦设有与其真空密闭腔体（110）连通的延伸部（112），微超热管在板面式热管内及或外一样有连通的延伸热管。
4.根据权利要求3所述的一体平面式微超热管导热装置，其特征在于：所述第一工作流体是由甲酸(HCOOH) 或丁酸、氧化氘(D2O)和水配制而成；第二工作流体是由联氨(N2H4) 或丙酸(C3H6O2)、及水配制而成；限制高柱拾组以上乘数百瓦LED路灯各结点温度低于 80℃。
5.一种钇合金超导热装置，该钇合金超导热装置主要由含钇1%－20%、钪1%－10%、铝1%－80%的合金材料制作成型的。
6.一种二次太阳能光电模组，其特征在于：所述的二次太阳能光电模组包括一框架（1），所述框架（1）上部安装有菲涅耳聚焦透镜（2），在框架（1）内、菲涅耳聚焦透镜（2）的下方安装有二次太阳能光电模块（3），所述二次太阳能光电模组（3）从上到下依次包括砷化镓太阳能电池单元（31）、第一快速导热装置（32）、温差发电片单元（33）、第二快速导热装置（34）以及散热器（35）。
7.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模组，其特征在于：在所述二次太阳能光电模组（3）中，在砷化镓太阳能电池单元（31）与第一快速导热装置（32）之间、第一快速导热装置（32）与温差发电片单元（33）之间、温差发电片单元（33）与第二快速导热装置（34）之间以及第二快速导热装置（34）与散热器（35）之间，分别设有石墨及钇铝合金膜夹层（4）。
8.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模组，其特征在于：所述第一快速导热装置（32）为双联一体平面式微超热管导热装置, 其微超导热管设在均温板之上、第二快速导热装置（34）为钇钪铝合金超导热装置，该钛钪铝合金超导热装置是由钛、钪、铝为原料的合金材料制作成型的。
9.根据权利要求7所述的二次太阳能光电模组，其特征在于：所述石墨及钛铝合金膜夹层（4）是由石墨、钇铝为原料的合金材料制作。
10.根据权利要求7或8所述的二次太阳能光电模块，其特征在于：所述石墨膜夹层（4）中合金材料为含有钇、铝、钛、钼、钪中任意一种或几种任意比例的合金材料。
11.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模组，其特征在于：在所述框架（1）的外围还围设有遮光绝缘膜（11），该遮光绝缘膜（11）是由二氧化锆、石墨、稀土与纳米碳玄武岩纤维（carbon basalt fibre）制作的。
12.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模组，其特征在于：在所述二次太阳能光电模块（3）的砷化镓太阳能电池单元（31）上方还设有聚光杯（5）。
13.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模块，其特征在于：所述菲涅耳聚焦透镜（2）的尖角R值少于0.025mm, 其与菲涅耳聚焦透镜不同处是内设计有二次再折射结构提高聚焦倍数，且其镜面上方设有耐高温玻璃（21）保护。
14.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模块，其特征在于：所述第一快速导热装置（32）为双联一体平面式微超热管导热装置, 微超导热管在均温板之上再导热至温差发电片、第二快速导热装置（34）为钇合金超导热装置。
15.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模块，其特征在于：于所述框架（1）的外围还围设有由二氧化锆或石墨、稀土与纳米碳玄武岩制作成型的耐热遮光板（11）。
16.根据权利要求6所述的二次太阳能光电模块，其特征在于:第一快速导热装置的砷化镓太阳能电池单元生电外、亦带第二快速导热装置的温差发电片单元生电,为双聚光二次太阳能生电模块。
17.一种耐千度高温纳米炭玄武岩纤维( nano carbon basalt fibre )太阳能电池盒( 501 )，包括超热管 (502 ), 连同追日马达 (503) 及菲涅耳透镜或带二次菱镜或透镜的二次光源数百倍以上配合了弧度透镜带聚焦平板镜或带弧度双重聚焦板( 504 )的百瓦以上的砷化镓太阳能电池板( 505 )；稀土及金属合成材料加于玄武岩纤维中制作太阳能电池盒。
18.根据权利要求17的太阳能电池盒，其特征在于，二氧化锆 ZrO2混合玄武岩材料制作太阳能电池盒。
19.超大功率LED或新型砷化镓太阳能 MCM/ MEM电子组件，直接封装于这双联或多联一体平面式微超热管导热装置。
20.双联或多联一体平面式微超热管导热装置追日太阳能电池再生能源高柱LED群组路灯系统。
21.双联或多联一体平面式微超热管导热装置, 包括温差引擎及或温差半导体发电器件，用于温差发电。
22.一种温差引擎，直接使用太阳能作为热源，通过集热装置如凸透镜或者凸透菲林等集中太阳能，对第一缸体直接加热；或者先将太阳能转换成电能，再通过电热装置对第一缸体加热。
23.根据权利要求22的温差引擎，在温差引擎的第二缸体与散热器之间采用微超热管导热装置连接，使该第二缸体热量快速导热，再利用散热器散发。
24.追日锌化镓太阳能电池板，其特征在于：
GPS定位系统与集光器的结合误差不超过0.3度；
菲涅耳透镜与砷化镓太阳能板集中模块；
太阳能板的导热装置散热的区块。
25.根据权利要求24的追日砷化镓太阳能电池板，包括多联一体平面式微超热管导热装置，作为在航天船仓或卫星上的热水, 温室或电力设备。
26.暖水系统，利用水的自体冲力带动马达发电给制热自动片利用新型超导热管的快速导热的作用及其伸延弯曲热管围绕至水管加大制热的面积故可使冷水变成温水。
27.根据权利要求26的暖水系统，其特征在于，以所述微超热管导热装置作为致冷片热端与自来水管之间的导热装置，将致冷或导热片产生的热量快速传导给自来水管，进而加热水管中的自来水；其以自来水自身的流动力作为能量来源，提供给发电马达发电，进而作为致冷片的电源。
28.权利要求26的暖水系统，其特征在于，双联或多联一体平面式微超热管的伸延导热管直接绕装至水管导热, 弯曲的超热管增大导热面面积。
29.一种车载恒温系统，包括安装在车内的太阳能供电装置（1001）、以及与所述太阳能供电装置（1001）电连接的控制器（1002）、致冷片（1003）和风机（1004），还包括冷端导热管（1005）和热端导热管（1006），冷端导热管（1005）的一端附着在致冷片（1003）的冷端（1031），另一端延伸至风机（1004）的出风口处；热端导热管（1006）的一端附着在致冷片（1003）的热端（1032），另一端则延伸至车身外部。
30.根据权利要求29的车载恒温系统，致冷片(1003)的热端(1032)及热端导热管（1006）的车内部分包覆有隔热材料（1007）。
31.根据权利要求29的车载恒温系统，所述冷端导热管及热端导热管的端部均设有散热翅片，以增大热交换面积。
32.根据权利要求29－31之一的车载恒温系统，通过控制芯片设定温度的数值，超过该设定数值时即自动启动恒温系统运行，使致冷片工作，进行降温，从而达到恒温的目的。
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- 2013-02-01 CN CN 201310041270 patent/CN103296930A/zh active Pending
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