CN104184392A - 一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，包括：一个由第一电机带动做水平旋转的转盘，在所述转盘上设置有一个由第二电机带动做垂直于转盘平面转动的支架，所述支架上安装有一个圆弧形反光板，通过支架，在圆弧形反光板圆弧面的前面安装有长柱体，在长柱体的外表面贴附有多个晶体硅电池片，在所述支架上设置有太阳跟随装置，一个控制电路通过接收太阳跟随装置的信号，控制第一电机和第二电机，使圆弧形反光板圆弧面在日出时始终面向太阳。本发明集热水、蒸汽利用为一体，可以发电，系统的太阳跟踪装置结构简单，其中的光敏传感器设置的结构实现了全天跟踪太阳，保证反光板始终面向太阳，跟踪灵敏，实现了对太阳能的充分利用。

Description

一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统

技术领域

本发明属于太阳能利用领域，特别涉及一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统。

背景技术

目前的太阳能利用大多数都比较单一，比如最常见的是晶体硅发电，和太阳能热水器，还有少数多功能太阳能系统对太阳能的利用也没有充分。跟踪太阳，最大限度的利用太阳能还不是非常的理想，例如晶体硅发电在正中午的时候发电量是最高，但当太阳偏离时发电量就会减少。现在常见的热水器一直是夏天比效好用，到了冬天就没有了太大的价值，尤其是中国的东北三省更是没有太大的价值，常会发生水管冻住现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，通过一个太阳跟踪装置全天跟踪太阳，保证太阳始终直射硅电池板，提高硅电池板的发电效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，包括：一个由第一电机带动做水平旋转的转盘，在所述转盘上设置有一个由第二电机带动做垂直于转盘平面转动的支架，其中，所述支架上安装有一个圆弧形反光板，通过支架，在圆弧形反光板圆弧面的前面安装有长柱体，所述长柱体的外表面纵向线与反光板圆弧面纵向线平行，在长柱体的外表面贴附有多个晶体硅电池片，多个晶体硅电池片组成太阳能发电，在所述支架上设置有太阳跟随装置，一个控制电路通过接收太阳跟随装置的信号，控制第一电机和第二电机，使圆弧形反光板圆弧面在日出时始终面向太阳。

进一步是：所述长柱体是纵向为三个平面相互衔接的三角形长柱体，所述圆弧形反光板是两块抛物线弧面对称连接的弧形反光板，当弧形反光板正对太阳时，所述两块抛物线弧面反光板的反光聚焦点为一条聚焦线，所述三角形长柱体的中心轴线与所述聚焦线重合。

进一步是：述三角形长柱体三个平面中的一个面朝外接收太阳光照射，另外两个平面分别接收两块抛物线弧面反光板中的一块抛物线弧面反光照射。

进一步是：所述三角形长柱体内设置有水管，三角形长柱体上下端面分别设置有进水口和出水口以及蒸汽出口，在三角形长柱体内壁设置有散热片，所述水管、进水口、出水口、蒸汽出口以及在三角形长柱体内壁设置的散热片在三角形长柱体内形成热水蒸汽装置，所述出水口和蒸汽出口连接热水、蒸汽应用装置。

进一步是：在所述两块对称连接的弧形反光板对接处的背面设置有温差发电装置，温差发电装置有一个散热壳体，在散热壳体上有一个蒸汽进口，所述蒸汽进口连接所述热水蒸汽装置的蒸汽出口，所述散热壳体还设有一个出水口，所述出水口与所述热水蒸汽装置的进水口连接，用于将在散热壳体中蒸汽凝结水送回热水蒸汽装置，所述散热壳体内设置有温差层，在所述温差层设置有半导体温差电池层，半导体温差电池层形成半导体温差发电。

进一步是：所述太阳跟随装置包括有一个六面设置有透光板的方形盒子，所述方形盒子前后左右四个面分别设置有向内的锥形斗，锥形斗的四个斜面板分别是斜面遮光板，所述方形盒子的一个面朝向太阳为正面，方形盒子的中心安装轴线与反光板圆弧面纵向线平行，在所述正面的透光板中央设置正方形中央遮光板，在中央遮光板四条边中点的透光板后面设置有四个光敏传感器，四个光敏传感器距离透光板的距离至少是5厘米，从中央遮光板正面正投影，四个光敏传感器至少一半感应光被中央遮光板遮挡，所述四个光敏传感器的感应信号送至控制电路，控制电路根据中央遮光板遮光后在四个光敏传感器感应出的电压的区别控制第一电机和第二电机，保证弧形反光板的反光面始终朝向太阳。

进一步是：在所述方形盒子左右两面透光板中央分别设有一个光敏传感器，用于判断阳光直射的大概方向，在所述方形盒子后面透光板水平设有两个光敏传感器，两个光敏传感器分别在后面透光板的左部和右部，在两个光敏传感器之间设置有后遮光板，两个光敏传感器分别用于太阳从西方落下时固定弧形反光板的位置，以及太阳从东方升起时，能够快速再次跟踪太阳。

进一步是：所述的热水、蒸汽应用装置包括生活热水设备、取暖设备以及蒸气发电设备。

进一步是：所述晶体硅电池片通过固化硅铜导热胶粘贴在导热绝缘硅胶片上，所述导热绝缘硅胶片再通过固化硅铜导热胶粘贴在三角形长柱体的三个平面上，在晶体硅电池片的外表面设置有保护玻璃。

本发明的有益效果是：本发明系统是一个太阳能综合利用系统，集热水、蒸汽利用为一体，还可以发电，系统的太阳跟踪装置结构简单，其中的光敏传感器设置的结构实现了全天跟踪太阳，次日再次跟踪，保证反光板始终面向太阳，跟踪灵敏、快速以及三角形硅电池片长柱体和其内部的热水蒸汽装置结构实现了对太阳能的充分利用。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明晶体硅电池片与三角形长柱体相贴示意图；

图3为本发明系统应用示意框图；

图4为本发明太阳跟随装置结构轴侧示意图；

图5为本发明太阳跟随装置结构另一面视图，图4的俯视图。

具体实施方式

一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，如图1所示：所述系统包括：一个由第一电机1带动做水平旋转的转盘2，在所述转盘上设置有一个由第二电机3带动做垂直于转盘平面转动的支架4，其中，所述支架上安装有一个圆弧形反光板5，通过支架，在圆弧形反光板圆弧面的前面安装有长柱体6，所述长柱体的外表面纵向线与反光板圆弧面纵向线平行，在长柱体的外表面贴附有多个晶体硅电池片6-1，多个晶体硅电池片组成太阳能发电，晶体硅电池片和长柱体组成了晶体硅发电装置，在所述支架上设置有太阳跟随装置7，一个控制电路通过接收太阳跟随装置的信号，控制第一电机和第二电机，使圆弧形反光板圆弧面在日出时始终面向太阳。

实施例中：如图1所示：所述太阳能发电装置的长柱体是纵向为三个平面相互衔接的三角形长柱体，所述圆弧形反光板是两块抛物线弧面对称连接的弧形反光板，当弧形反光板正对太阳时，所述两块抛物线弧面反光板的反光聚焦点为一条聚焦线5-1，所述三角形长柱体的中心轴线6-2与所述聚焦线重合。

实施例中：述三角形长柱体三个平面中的一个面朝外接收太阳光照射，另外两个平面分别接收两块抛物线弧面反光板中的一块抛物线弧面反光照射。

实施例中：所述三角形长柱体相当于一个水箱，在所述三角形长柱体内设置有水管，三角形长柱体上下端面分别设置有进水口和出水口以及蒸汽出口6-3，在三角形长柱体内壁设置有散热片，所述水管、进水口、出水口、蒸汽出口以及在三角形长柱体内壁设置的散热片在三角形长柱体内形成热水蒸汽装置，所述出水口和蒸汽出口连接热水、蒸汽应用装置。

所述的三角形长柱体水箱，是一个由不锈钢为材料的水箱。里面有向内散热的支柱，为了散热的效果好，形状是条状和箱壁成上字形。也有利于提高结构的强度。水箱的顶部或下部设有进水孔1个、安全阀孔1个、出汽孔1个、压力传感器孔1个、水位传感器孔1个、蒸汽导管孔2个、温度传感器孔1个。底部设有出水孔1个、底部蒸汽导管孔2个。还有辅助三角板和三角阶梯辅助板，辅助三角板其中又分出顶部辅助三角板和底部辅助三角板，三角阶梯辅助板又分出顶部三角阶梯辅助板和底部三角阶梯辅助板。在辅助顶部辅助三角板上和底部辅肋三角板下各有一个三角阶梯辅助板，辅助三角板和三角阶梯辅助板都有连接管连接。顶部辅助三角板有一个传感器导线暗通道，是为了把所有的传感器和晶体硅太阳能电池等电器导线由一个连接管引出，以便于减少热传递。底部的辅助三角板有2个蒸汽导孔汇通在一个连接管上，也是为了减少热传递。还有二个三角阶梯辅助板都要比水箱大出一定的比例，第二阶梯比第一阶梯小一定的比例。顶部的三角阶梯辅助板与辅助三角板之间连接着连接管，以便于把导线引出来和进水引进去，还有安全阀的安装，也有利于支撑水箱。在上下两个三角阶梯辅助板的二阶梯连接着有一定强度的高透光钢化玻璃，包裹着水箱。玻璃和玻璃之间还有玻璃和三角阶梯辅助板之间作好一定强度的密封，以便于用真空机抽成真空状态，这样热传递会比效慢。使热传递大部份传给了水箱，更便于给水箱里的水加热，产生热水和蒸汽。

晶体硅发电装置，如图2所示：就是把晶体硅太阳能电池贴在水箱上用来吸收太阳光，在太阳能电池和水箱之间夹了一层导热绝缘硅胶片，让热能快速传到水箱里，水箱利于给电池降温，使三角形长柱体温度一直保持在一定的区域内。还让水箱里的水在高温下产生大量的水蒸汽，蒸汽供给蒸汽应用装置用，晶体硅太阳能电池发出来的电存到了蓄电池里。

实施例中：在所述两块对称连接的弧形反光板对接处的背面设置有温差发电装置8，温差发电装置有一个散热壳体，在散热壳体上有一个蒸汽进口，所述蒸汽进口连接所述热水蒸汽装置的蒸汽出口，所述散热壳体还设有一个出水口，所述出水口与所述热水蒸汽装置的进水口连接，用于将在散热壳体中蒸汽凝结水送回热水蒸汽装置，所述散热壳体内设置有温差层，在所述温差层设置有半导体温差电池层，半导体温差电池层形成半导体温差发电。

温差发电系与冷却系

所述的温差发电装置就是利用在蒸汽进口喷进来的蒸汽和一个冷却箱的温度差发电，不仅水蒸汽迅速的冷却下来，还起到了温差发电的作用。冷却下来的水蓄存到一定量时反还给热水蒸汽装置再次利用，不浪费每一滴水。温差发电发出来的电也存到蓄电池里。在温差发电装置的散热壳体内有一个内外都密密麻麻的部有散热条的散热器，外部的是将内部热量向外散热，内部的是将蒸汽热量吸收，把热量传递给温差发电电池，让温差发电电池发电，同时也让蒸汽迅速的冷却下来，使温差层的内外温差效大，利于发电。在散热器分上和下部份，上部主要是温差发电，蒸汽喷到上部份后把温度传给了散热条，散热条把温度传给温差发电系。下部主要是为了给蒸汽冷却成水，在上部份的蒸汽运行完后会有剩于的蒸汽，由于循环来到下部份，这时下部份由有水冷却散热条，把上部份的剩下来蒸汽迅速的冷却下来，使蒸汽再次凝成水滴。如温度过高的夏天可能会出现蒸汽不能完全凝成水滴，会有多余的水蒸汽由冷却系统的通气孔喷出，不让冷却系里的温度和压力过高，以保证冷却系的正常工作。在冷却器还有个水位传感器，把水位信息传给控制器，控制水位，到达一定的水位时将阀门打开返水给热水蒸汽装置水箱再次利用。

实施例中，如图4、图5所示：所述太阳跟随装置包括有一个六面设置有透光板的方形盒子，所述方形盒子前后左右四个面分别设置有向内的锥形斗，锥形斗的四个斜面板分别是斜面遮光板7-1，所述方形盒子的一个面朝向太阳为正面，方形盒子的中心安装轴线与反光板圆弧面纵向线平行，在所述正面的透光板中央设置正方形中央遮光板7-2，在中央遮光板四条边中点的透光板后面设置有四个光敏传感器7-3，四个光敏传感器距离透光板的距离至少是5厘米，从中央遮光板正面正投影，四个光敏传感器至少一半感应光被中央遮光板遮挡，所述四个光敏传感器的感应信号送至控制电路，控制电路根据中央遮光板遮光后在四个光敏传感器感应出的电压的区别控制第一电机和第二电机，保证弧形反光板的反光面始终朝向太阳。

实施例中：在所述方形盒子左右两面透光板中央分别设有一个光敏传感器7-4，用于判断阳光直射的大概方向，在所述方形盒子后面透光板水平设有两个光敏传感器7-5，两个光敏传感器分别在后面透光板的左部和右部，在两个光敏传感器之间设置有后遮光板，两个光敏传感器分别用于太阳从西方落下时固定弧形反光板的位置，以及太阳从东方升起时，能够快速再次跟踪太阳。

更具体的是：所述太阳跟随装置是一个电子控制系统，所述的四方的透明的盒子，六面透光，盒子里有8个光敏传感器和电路控制器；电路控制器里包括16个继电器和六个挡光板组成。中间含有集成电路把电子器件集成在一起电路板上。正面的4个光敏传感器，分别控制8个继电器，继电器来控制第一减速电机和第二减速电机的正转和反转，来实现上下和左右的微步调整。让阳光直射在反光板上。方盒左右2面各有一个光敏传感器，分别控制4个继电器，来控制第一电机的正反转，判断阳光直射的大概方向。方盒后面的2个光敏传感器，分别在后面的左部和右部，也是来控制第一电机的正反转，这是为了一天结束后，太阳从西方落下时和太阳从东方升起时，能够再次跟踪太阳。

实施例中：所述的热水、蒸汽应用装置包括生活热水设备、取暖设备以及蒸气发电设备。

实施例中，如图2所示：所述晶体硅电池片6-1通过固化硅铜导热胶粘贴在导热绝缘硅胶片6-2上，所述导热绝缘硅胶片再通过固化硅铜导热胶粘贴在三角形长柱体的三个平面上，在晶体硅电池片的外表面设置有保护玻璃。

图3示意了本实施例的系统应用框图，因此，本实施例并不限于上述实施方式，采用与本实施例相同或近似的结构，而得到的其功能，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，包括：一个由第一电机带动做水平旋转的转盘，在所述转盘上设置有一个由第二电机带动做垂直于转盘平面转动的支架，其特征在于，所述支架上安装有一个圆弧形反光板，通过支架，在圆弧形反光板圆弧面的前面安装有长柱体，所述长柱体的外表面纵向线与反光板圆弧面纵向线平行，在长柱体的外表面贴附有多个晶体硅电池片，多个晶体硅电池片组成太阳能发电，在所述支架上设置有太阳跟随装置，一个控制电路通过接收太阳跟随装置的信号，控制第一电机和第二电机，使圆弧形反光板圆弧面在日出时始终面向太阳。

2.根据权利要求1所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述长柱体是纵向为三个平面相互衔接的三角形长柱体，所述圆弧形反光板是两块抛物线弧面对称连接的弧形反光板，当弧形反光板正对太阳时，所述两块抛物线弧面反光板的反光聚焦点为一条聚焦线，所述三角形长柱体的中心轴线与所述聚焦线重合。

3.根据权利要求2所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述三角形长柱体三个平面中的一个面朝外接收太阳光照射，另外两个平面分别接收两块抛物线弧面反光板中的一块抛物线弧面反光照射。

4.根据权利要求2所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述三角形长柱体内设置有水管，三角形长柱体上下端面分别设置有进水口和出水口以及蒸汽出口，在三角形长柱体内壁设置有散热片，所述水管、进水口、出水口、蒸汽出口以及在三角形长柱体内壁设置的散热片在三角形长柱体内形成热水蒸汽装置，所述出水口和蒸汽出口连接热水、蒸汽应用装置。

5.根据权利要求4所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，在所述两块对称连接的弧形反光板对接处的背面设置有温差发电装置，温差发电装置有一个散热壳体，在散热壳体上有一个蒸汽进口，所述蒸汽进口连接所述热水蒸汽装置的蒸汽出口，所述散热壳体还设有一个出水口，所述出水口与所述热水蒸汽装置的进水口连接，用于将在散热壳体中蒸汽凝结水送回热水蒸汽装置，所述散热壳体内设置有温差层，在所述温差层设置有半导体温差电池层，半导体温差电池层形成半导体温差发电。

6.根据权利要求2至5之一所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述太阳跟随装置包括有一个六面设置有透光板的方形盒子，所述方形盒子前后左右四个面分别设置有向内的锥形斗，锥形斗的四个斜面板分别是斜面遮光板，所述方形盒子的一个面朝向太阳为正面，方形盒子的中心安装轴线与反光板圆弧面纵向线平行，在所述正面的透光板中央设置正方形中央遮光板，在中央遮光板四条边中点的透光板后面设置有四个光敏传感器，四个光敏传感器距离透光板的距离至少是5厘米，从中央遮光板正面正投影，四个光敏传感器至少一半感应光被中央遮光板遮挡，所述四个光敏传感器的感应信号送至控制电路，控制电路根据中央遮光板遮光后在四个光敏传感器感应出的电压的区别控制第一电机和第二电机，保证弧形反光板的反光面始终朝向太阳。

7.根据权利要求6所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，在所述方形盒子左右两面透光板中央分别设有一个光敏传感器，用于判断阳光直射的大概方向，在所述方形盒子后面透光板水平设有两个光敏传感器，两个光敏传感器分别在后面透光板的左部和右部，在两个光敏传感器之间设置有后遮光板，两个光敏传感器分别用于太阳从西方落下时固定弧形反光板的位置，以及太阳从东方升起时，能够快速再次跟踪太阳。

8.根据权利要求4所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述的热水、蒸汽应用装置包括生活热水设备、取暖设备以及蒸气发电设备。

9.根据权利要求4所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，所述晶体硅电池片通过固化硅铜导热胶粘贴在导热绝缘硅胶片上，所述导热绝缘硅胶片再通过固化硅铜导热胶粘贴在三角形长柱体的三个平面上。

10.根据权利要求9所述的一种聚光跟踪型太阳能发电多功能应用系统，其特征在于，在所述晶体硅电池片的外表面设置有保护玻璃。