CN104270072B - 一种新型太阳能热电板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能开发利用的领域，尤其是一种新型太阳能热电板。其包括太阳能电池板、平板凸透镜板、热回收系统以及定向系统，所述太阳能电池板外部设有热电板外罩，所述平板凸透镜板位于所述太阳能电池板上方，所述平板凸透镜板安装于所述热电板外罩上，所述平板凸透镜板由多个平板柱面凸透镜或多个平板型球面凸透镜构成，所述太阳能电池板上安装有光电池，所述光电池与所述平板凸透镜的聚焦斑点或斑线相对应，所述定向系统包括方向感应器、仰角驱动器以及方位驱动器。本发明采用平板凸透镜，进一步将光线聚焦成线斑，有效增加采光率，增加光电池利用效率，在发电功率相同的情况下，极大的减少硅电池片的使用面积，大大节约了成本，采用定向系统，有效保证最大采光率。

Description

一种新型太阳能热电板
技术领域
本发明属于太阳能开发利用的领域，尤其是一种新型太阳能热电板。
背景技术
太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369kw/m2。地球赤道周长为40076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102000TW的能量。
近年来，对生态问题的关切在全球内已经高涨。其中，由CO2排放引起的全球暖化为人们所严重关注，且日益需要绿色能源。在此情况下，太阳能在其安全性及实用性方面提供了作为绿色能源来源的极大前景。
目前，在太阳能利用的领域，太阳能热水器技术已经成熟。普通太阳能热水器采用真空集热管制备，这种太阳能热水器作用单一，只能产热不能发电。近些年来，采用太阳能电池板制备逐渐普及开来。目前均采用太阳能硅电池作为电池板。但是在现有技术中，太阳能硅电池的利用效率均低于20％，太阳能80％以上都未被利用。太阳能硅电池的利用效率低的主要原因是由于太阳能的其余热量未有效集中起来达到可以利用的程度，所述太阳能热电板既可以发电、又可以供热，补充了以上不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种采光率高的新型太阳能热电板，本发明提高了太阳能硅电池利用率，节省硅电池用料，有效节约成本。
本发明采用的技术方案是：一种新型太阳能热电板，包括热回收系统、太阳能电池板、平板凸透镜板以及定向系统，所述太阳能电池板外部设有热电板外罩，所述平板凸透镜板位于所述太阳能电池板上方，所述平板凸透镜板安装于所述热电板外罩上，所述平板凸透镜板为若干平板柱面凸透镜，所述太阳能电池板上安装有光电池，所述光电池与所述平板柱面凸透镜的线斑相对应；所述定向系统包括方向感应器、仰角驱动器以及方位驱动器，所述方向感应器安装于所述热电板外罩上端，所述仰角驱动器安装于所述太阳能电池板下方，所述仰角驱动器位于所述方位驱动器上。
进一步地，本发明还包括立柱，所述立柱位于所述太阳能电池板下方，所述方位驱动器安装于所述立柱上。
进一步地，所述光电池形状为长方形，所述光电池数量与所述平板凸透镜板的线斑数量相一致，所述平板柱面凸透镜为单面平板柱面凸透镜、双面平板柱面凸透镜中的任意一种。
进一步地，所述热回收系统包括集热管、导热管以及绝热板，所述集热管安装于所述导热管上下两端，所述导热管与所述集热管连接，所述导热管安装于所述光电池背面，所述导热管底部安装所述绝热板。
本发明另一种方案包括热回收系统、太阳能电池板、平板凸透镜板以及定向系统，所述太阳能电池板外部设有热电板外罩，所述平板凸透镜板位于所述 太阳能电池板上方，所述平板凸透镜板安装于所述热电板外罩上，所述平板凸透镜板为若干个平板型球面凸透镜构成，所述太阳能电池板上安装有光电池，所述光电池与所述平板型球面凸透镜的光斑相对应，所述定向系统包括方向感应器、仰角驱动器以及方位驱动器，所述方向感应器安装于所述热电板外罩上端，所述仰角驱动器安装于所述太阳能电池板下方，所述仰角驱动器位于所述方位驱动器上。
进一步地，所述光电池形状为所述平板型球面凸透镜光斑相对应的片状，所述光电池数量与所述平板凸透镜板的光斑数量相一致。
进一步地，本方案还包括立柱，所述立柱位于所述太阳能电池板下方，所述方向驱动器安装于所述立柱上。
进一步地，所述热回收系统包括导热块、导热管以及绝热板，所述导热块形状与所述光电池形状相一致，所述导热块位于所述光电池下方，所述导热块安装于所述导热管上，所述导热管底部安装所述绝热板。
进一步地，所述平板型球面凸透镜为单面平板型球面凸透镜、双面平板型球面凸透镜中的任意一种。
进一步地，所述光电池可连接电缆直接供电。
本发明优点在于采用平板凸透镜，进一步将光线聚焦成线斑或点斑，有效增加采光率，增加光电池利用效率。本发明优点在于发电功率相同的情况下，极大的减少硅电池片的使用面积，大大节约了成本。本发明优点还在于采用平板凸透镜，轻薄耐用，避免了传统凸透镜的体积庞大以及搬运困难。本发明采用定向系统，随时保证太阳能电池板正对太阳，有效保证最大采光率。本发明采用了热回收系统，尽可能回收太阳光的能量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细阐述：
图1本发明实施例立体结构示意图；
图2本发明平板柱面凸透镜板2结构示意图；
图3本发明平板柱面凸透镜2截面示意图；
图4本发明另一种实施例立体结构示意图；
图5本发明平板球面凸透镜3板结构示意图；
图6本发明平球柱面凸透镜3截面示意图；
图7本发明另一种实施例立体结构示意图；
1：太阳能电池板，11：光电池，12：集热管，13：导热管，14：绝热板，15：导热块，2：平板柱面凸透镜板，3：平板球面凸透镜板，4：定向系统，41：方向感应器，42：仰角驱动器，43：方位驱动器，5：热电板外罩，6：立柱，7：导热软管，8：膨胀箱，9：循环水泵，10：蓄热器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
一种新型太阳能热电板，如图1所示，包括太阳能电池板1、平板柱面凸透镜板2以及定向系统4，所述太阳能电池板1外部设有与之相匹配的热电板外罩5，所述平板柱面凸透镜板2有若干个平板柱面凸透镜组成，所述平板柱面凸透镜板2位于所述太阳能电池板1上方，可聚焦太阳光。所述平板柱面凸透镜板2安装于所述热电板外罩5上，所述太阳能电池板1上安装有光电池11，所述光电池11为长方形，所述光电池11数量与所述平板柱面凸透镜板2的线斑数量 相一致。所述平板柱面凸透镜板2与所述光电池11相对应，保证所述平板柱面凸透镜光线聚焦成的线斑正好落在所述光电池11上。以上结构最终导致所述光电池11采光率增加，太阳能使用率加大。
所述太阳能电池板1还安装有热回收系统，包括集热管12、导热管13以及绝热板14，所述导热管13上接所述光电池11，所述导热管13连接集热管12，保证将热量及时的汇集、传送至集热管12。为避免接收热量的导热管13底部散热，所述导热管13底部安装有绝热板14，所述绝热板14避免导热管的热量散失。
本发明还包括定向系统4，所述定向系统4包括方向感应器41、仰角驱动器42以及方位驱动器43，所述方向感应器41安装于热电板外罩5上端，用于即时检测阳光照射方向，所述仰角驱动器42安装于所述太阳能电池板1下方，所述仰角驱动器42位于所述方位驱动器43上。本发明还包括立柱6，所述方位驱动器43安装于立柱6上。所述仰角驱动器42能够实现太阳能电池板1的垂直方向转动，所述方位驱动器43能够实现太阳能电池板1水平方向的转动，所述仰角驱动器42及方位驱动器43可根据方向感应器41的信息进行垂直、水平方向调节，有效保证所述太阳能电池板1正对太阳，保证采光充分。
本发明在使用时，首先方向感应器41感应太阳光线并发出方向转动指令，所述仰角驱动器42以及方位驱动器43接收方向转动指令，根据方向转动指令仰角驱动器42以及方位驱动器43进行垂直、水平方向调节太阳能电池板1，保证太阳能电池板1充分接收太阳光线。所述太阳光线调整好之后，所述平板柱面凸透镜2发挥聚光作用，线斑直接落在所述光电池11上，所述光电池11进行热电转化，将热量通过导热管13最终汇集、传送给集热块12，所述导热管 13内装有导热液，以上过程最终导致了导热液升温膨胀。膨胀箱8通过导热软管7与集热管12连接，导热液流入膨胀箱8中，膨胀箱8因导热液升温而导致膨胀，当到达一定温度时、启动循环水泵9，导热液开始向下流入每户加热器中，散热完毕的导热液经过循环水泵9再次到达导热管13内，经光电池11再次加热，以上过程重复循环。
实施例2：
图4为本发明另一个实施例，本实施例与所述实施例1其区别在于所述平板凸透镜板为平板球面凸透镜板3，所述平板球面凸透镜板3有若干个平板球面凸透镜组成。所述光电池11依据平板型球面凸透镜而设计成若干个片状光电池。本实施例不含循环水泵9，本实施例为自主循环。所述光电池11数量与所述平板型球面凸透镜板3点光斑数量相一致，所述平板型球面凸透镜板3聚焦斑点应保证落在所述光电池11上，所述光电池11安装在导热块15上，所述导热块15形状与所述光电池11形状相匹配，所述导热管13安装于所述导热块15下方，所述导热管13与所述导热软管7相连，里面装有导热液。所述光电池11接受阳光照射，进行光电反应，产生热量经过导热块15传送给位于导热管13内的导热液，导热液升温加热最终进入蓄热器10内以备使用，以上过程为自主循环。
实施例3：
图7为本发明另一个实施例，如图所示，所述平板柱面凸透镜板2发挥聚光作用，线斑直接落在所述光电池11上，所述光电池11开始光电转化，存储电量，所述光电池11通过电缆直接于用户供电装置连接，可直接供电，节能环保，节约用电成本。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领 域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新型太阳能热电板，包括热回收系统，其特征在于：还包括太阳能电池板、平板凸透镜板以及定向系统，所述太阳能电池板外部设有热电板外罩，所述平板凸透镜板位于所述太阳能电池板上方，所述平板凸透镜板安装于所述热电板外罩上，所述平板凸透镜板为若干平板柱面凸透镜，所述太阳能电池板上安装有光电池，所述光电池与所述平板柱面凸透镜的线斑相对应；所述定向系统包括方向感应器、仰角驱动器以及方位驱动器，所述方向感应器安装于所述热电板外罩上端，所述仰角驱动器安装于所述太阳能电池板下方，所述仰角驱动器位于所述方位驱动器上；
所述热回收系统包括集热管、导热管以及绝热板，所述集热管安装于所述导热管上下两端，所述导热管与所述集热管连接，所述导热管安装于所述光电池背面，所述导热管底部安装所述绝热板。
2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：还包括立柱，所述立柱位于所述太阳能电池板下方，所述方位驱动器安装于所述立柱上。
3.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：所述光电池形状为长方形，所述光电池数量与所述平板凸透镜板的线斑数量相一致，所述平板柱面凸透镜为单面平板柱面凸透镜、双面平板柱面凸透镜中的任意一种。
4.一种新型太阳能热电板，包括热回收系统，其特征在于：还包括太阳能电池板、平板凸透镜板以及定向系统，所述太阳能电池板外部设有热电板外罩，所述平板凸透镜板位于所述太阳能电池板上方，所述平板凸透镜板安装于所述热电板外罩上，所述平板凸透镜板为若干个平板型球面凸透镜构成，所述太阳能电池板上安装有光电池，所述光电池与所述平板型球面凸透镜的光斑相对应，所述定向系统包括方向感应器、仰角驱动器以及方位驱动器，所述方向感应器安装于所述热电板外罩上端，所述仰角驱动器安装于所述太阳能电池板下方，所述仰角驱动器位于所述方位驱动器上，
所述热回收系统包括导热块、导热管以及绝热板，所述导热块形状与所述光电池形状相一致，所述导热块位于所述光电池下方，所述导热块安装于所述导热管上，所述导热管底部安装所述绝热板。
5.根据权利要求4所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：所述光电池形状为所述平板型球面凸透镜光斑相对应的片状，所述光电池数量与所述平板凸透镜板的光斑数量相一致。
6.根据权利要求4所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：还包括立柱，所述立柱位于所述太阳能电池板下方，所述方位驱动器安装于所述立柱上。
7.根据权利要求4或5所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：所述平板型球面凸透镜为单面平板型球面凸透镜、平板型球面凸透镜中的任意一种。
8.根据权利要求1或4所述的一种新型太阳能热电板，其特征在于：所述光电池可连接电缆直接供电。
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