CN107528537B - 太阳能发电及集热供暖装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能发电及集热供暖装置，包括太阳能采集单元、热能储存单元、太阳追踪单元以及循环水管路系统，所述太阳能采集单元通过太阳追踪单元安装在热能储存单元上，所述太阳能采集单元的循环水通过循环水管路系统与热能储存单元的进出水管口相连。本发明发电部分和集热部分安装在同一装置中，在供暖季和非供暖季互换，可以避免单一太阳能供暖系统在非供暖季期间造成的浪费。通过聚光透镜的聚光，在非供暖季期间，提高光线照射在太阳能板的光照强度，从而提高发电量。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，具体的说是涉及一种太阳能发电及集热供暖装置。
背景技术
随着现代科技的不断发展和人们生活品质的需求，各种科技产品和供暖供热产品需要大量能源的消耗，为了减轻地球上有限能源的挖采及从中浪费，世界组织对各个国家不断的创导生态环保绿色节能的重要性。在太阳能应用领域，目前国内外市场化的产品主要是太阳能热水器和太阳能光伏电池，此外以空气作为介质的太阳能采暖产品也开始逐渐走进市场。其中太阳能采暖产品更多地用于冬季，具有一定的季节性，但热效率高；太阳能光伏电池可全年使用，但光电转换效率较低。另一方面，入射到太阳能光伏电池表面的太阳能辐射能只有一小部分转化为电能，其余大部分都转化为热能，存在不足的是成本较高，太阳能利用率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种太阳能发电及集热供暖装置，发电部分和集热部分安装在同一装置中，通过滑轨滑动实现发电和供暖的切换,在供暖季和非供暖季互换，可以避免单一太阳能供暖系统在非供暖季期间造成的浪费。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种太阳能发电及集热供暖装置，包括太阳能采集单元、热能储存单元、太阳追踪单元以及循环水管路系统，所述太阳能采集单元通过太阳追踪单元安装在热能储存单元上，所述太阳能采集单元的循环水通过循环水管路系统与热能储存单元的进出水管口相连；
所述太阳能采集单元包括光伏安装框、集热管、光伏电池板、钢化玻璃以及聚光透镜，所述光伏安装框内设有两块滑板，所述滑板两端通过电动滑轨安装在所述光伏安装框的上下两端，所述光伏电池板安装在滑板上，在所述光伏电池板的上方依次设有聚光透镜和钢化玻璃，所述聚光透镜的聚光带覆盖所述光伏电池板；在两块滑板关合处的正下方设有集热管，所述集热管通过换热管路与所述太阳能采集单元的进出水管口相连，所述换热管路安装在滑板的下方，与所述滑板接触吸收光伏电池板上产生的热量；
所述热能储存单元内设置冷水箱和热水箱，所述冷水箱的进水管路处设有支路管路，所述进水管路上安装第一水阀与冷水箱相连，所述支路管路上安装第二水阀与热水箱相连，所述热能储存单元的热水进口和冷水出口通过所述循环水管路系统与所述太阳能采集单元的进出水管口相连。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的太阳能发电及集热供暖装置，所述太阳追踪单元包括支撑座、安装连接板、追踪转向器以及冷热水连接软管，所述追踪转向器安装在支撑座上，在所述追踪转向器上设有安装连接板用以连接固定所述太阳能采集单元，所述支撑座的顶部设有冷热水管接口，所述冷热水管接口通过冷热水连接软管与安装在安装连接板上的太阳能采集单元进出水管口相连。
前述的太阳能发电及集热供暖装置，所述聚光透镜为菲涅尔透镜或凸透镜；在所述热能储存单元外侧包覆保温层。
前述的太阳能发电及集热供暖装置，所述集热管包括套接在镀膜玻璃套管内的涂层不锈钢管，在所述涂层不锈钢管的一端通过玻璃金属接头与镀膜玻璃套管相连，并在此端部涂层不锈钢管上连接波纹管；所述涂层不锈钢管的另一端设有内屏蔽，并在内屏蔽的外侧设有不锈钢外护盾，在所述镀膜玻璃套管与涂层不锈钢管之间的夹层内设有空气吸收剂。
前述的太阳能发电及集热供暖装置，所述集热管设置在所述聚光透镜的焦点上。
进一步的，前述的太阳能发电及集热供暖装置，所述换热管路由进水口分为两个散热支路管，两个散热支路管分别设置在两块滑板的下方，最后两个散热支路管合并后接入所述集热管的进水口。
本发明的有益效果是：①发电部分和集热部分安装在同一装置中，在供暖季和非供暖季通过滑轨滑动太阳能电池板的位置实现发电和供暖的切换，可以避免单一太阳能供暖系统在非供暖季期间造成的浪费；②通过菲涅尔透镜或凸透镜的聚光功能，在非供暖季期间，提高光线照射在太阳能板的光照强度，可使得在同样面积太阳能电池板上发电效率提高；③非供暖季期间，通过换热管路用冷水将太阳能板上热能带走，降低太阳能电池板温度，并将提高温度后的水进入集中供热系统，为居民提供日常生活用热水；④供暖季期间，采用聚光透镜集中加热集热管，能将供暖用水温度加热到100℃，有效保证供暖效果，且水箱冷热水循环方式可切换，使得在日照条件不足时冷水不进入供暖循环系统，保证热效率稳定；⑤太阳能电池板下部设置的换热管路可以在全年保持太阳能电池板的最佳工作温度，非供暖季通过水循环带走热量有效降温，供暖季通过供暖回流水提高电池板温度；使太阳能电池板始终保证最佳发电效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明太阳追踪单元聚光示意图。
图3为本发明太阳能采集单元结构示意图。
图4为本发明热能储存单元结构示意图。
图5为本发明热能储存单元结构示意图。
图6为本发明集热管结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供的一种太阳能发电及集热供暖装置，结构如图1至图6所示，包括太阳能采集单元1、热能储存单元2、太阳追踪单元3以及循环水管路系统4，太阳能采集单元通过太阳追踪单元安装在热能储存单元上，太阳能采集单元的循环水通过循环水管路系统与热能储存单元的进出水管口相连。
太阳能采集单元1包括光伏安装框18、集热管、光伏电池板、钢化玻璃19以及聚光凸透镜，光伏安装框内设有两块滑板，滑板两端通过电动滑轨安装在光伏安装框的上下两端，光伏电池板安装在滑板上，在光伏电池板的上方依次设有聚光凸透镜和钢化玻璃，聚光透镜的聚光带覆盖光伏电池板；在两块滑板关合处的正下方设有集热管，集热管设置在聚光透镜的焦点上，集热管通过换热管路10与太阳能采集单元的进出水管口相连，换热管路安装在滑板的下方，与滑板接触吸收光伏电池板上产生的热量。
热能储存单元2内设置冷水箱和热水箱，冷水箱21和热水箱22外侧包覆保温层23，冷水箱的进水管路27处设有支路管路24，进水管路上安装第一水阀25与冷水箱相连，支路管路上安装第二水阀26与热水箱相连，热能储存单元的热水进口28和冷水出口29通过循环水管路系统与太阳能采集单元的进出水管口相连。
太阳追踪单元3包括支撑座31、安装连接板32、追踪转向器33以及冷热水连接软管34，追踪转向器安装在支撑座上，在追踪转向器上设有安装连接板用以连接固定太阳能采集单元，支撑座的顶部设有冷热水管接口，冷热水管接口通过冷热水连接软管与安装在安装连接板上的太阳能采集单元进出水管口相连。
本实施例的集热管包括套接在镀膜玻璃套管13内的涂层不锈钢管17，在涂层不锈钢管的一端通过玻璃金属接头16与镀膜玻璃套管相连，并在此端部涂层不锈钢管上连接波纹管15；涂层不锈钢管的另一端设有内屏蔽12，并在内屏蔽的外侧设有不锈钢外护盾11，在镀膜玻璃套管与涂层不锈钢管之间的夹层内设有空气吸收剂14。换热管路由进水口分为两个散热支路管，两个散热支路管分别设置在两块滑板的下方，最后两个散热支路管合并后接入集热管的进水口。
本实施例的工作过程为：供暖季期间，发电部分的两块光伏电池板沿滑轨向两侧展开，聚光镜将太阳光聚光在集热管上，通过太阳跟踪系统保证聚光镜的聚焦部位始终照射在集热管上，能将供暖用水温度加热到100℃，有效保证供暖效果。本实施例中热能储存单元中水箱循环部分由两个电动阀门控制，当集热管实现水加热时，第一水阀打开，第二水阀闭合，将冷水储存箱内水注入集热管中加热，并经集热管加热后流入热水水箱，再由热水水箱中的出水口进入循环单元实现供暖。当夜间集热管不加热水时，第一水阀闭合，第二水阀打开，冷水储存箱内水流不再进入循环，由供暖系统回流的热水直接进入热水水箱，只由热水储存箱内热水进入循环提供供暖。
非供暖季期间，发电部分的两块光伏电池板沿滑轨向中间合并，通过太阳跟踪系统保证聚光镜聚光形成的面始终照射在太阳能电池板上。通过换热管路用水将太阳能板上热能带走，降低太阳能电池板温度，并将提高温度后的水进入集中供热系统，为居民提供日常生活用热水。换热铝板可以在全年保持太阳能电池板的最佳工作温度，非供暖季通过水循环带走热量有效降温，供暖季通过供暖回流水提高电池板温度。使太阳能电池板始终保证最佳发电效率。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.太阳能发电及集热供暖装置，包括太阳能采集单元、热能储存单元、太阳追踪单元以及循环水管路系统，其特征在于：所述太阳能采集单元通过太阳追踪单元安装在热能储存单元上，所述太阳能采集单元的循环水通过循环水管路系统与热能储存单元的进出水管口相连；
所述太阳能采集单元包括光伏安装框、集热管、光伏电池板、钢化玻璃以及聚光透镜，所述光伏安装框内设有两块滑板，所述滑板两端通过电动滑轨安装在所述光伏安装框的上下两端，所述光伏电池板安装在滑板上，在所述光伏电池板的上方依次设有聚光透镜和钢化玻璃，所述聚光透镜的聚光带覆盖所述光伏电池板；在两块滑板关合处的正下方设有集热管，所述集热管通过换热管路与所述太阳能采集单元的进出水管口相连，所述换热管路安装在滑板的下方，与所述滑板接触吸收光伏电池板上产生的热量；
所述热能储存单元内设置冷水箱和热水箱，所述冷水箱的进水管路处设有支路管路，所述进水管路上安装第一水阀与冷水箱相连，所述支路管路上安装第二水阀与热水箱相连，所述热能储存单元的热水进口和冷水出口通过所述循环水管路系统与所述太阳能采集单元的进出水管口相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：所述太阳追踪单元包括支撑座、安装连接板、追踪转向器以及冷热水连接软管，所述追踪转向器安装在支撑座上，在所述追踪转向器上设有安装连接板用以连接固定所述太阳能采集单元，所述支撑座的顶部设有冷热水管接口，所述冷热水管接口通过冷热水连接软管与安装在安装连接板上的太阳能采集单元进出水管口相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：所述聚光透镜为菲涅尔透镜或凸透镜。
4.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：在所述热能储存单元外侧包覆保温层。
5.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：所述集热管包括套接在镀膜玻璃套管内的涂层不锈钢管，在所述涂层不锈钢管的一端通过玻璃金属接头与镀膜玻璃套管相连，并在此端部涂层不锈钢管上连接波纹管；所述涂层不锈钢管的另一端设有内屏蔽，并在内屏蔽的外侧设有不锈钢外护盾，在所述镀膜玻璃套管与涂层不锈钢管之间的夹层内设有空气吸收剂。
6.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：所述集热管设置在所述聚光透镜的焦点上。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电及集热供暖装置，其特征在于：所述换热管路由进水口分为两个散热支路管，两个散热支路管分别设置在两块滑板的下方，最后两个散热支路管合并后接入所述集热管的进水口。
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| KR20140011849A (ko) * | 2012-07-20 | 2014-01-29 | 이상권 | 보틀렌즈로 직접 집광한 열전지 복합 태양열 발전시스템 |
| CN205693627U (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-16 | 朱文闯 | 一种太阳能发电及集热供暖装置 |
| JP6280787B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-02-14 | 大和ハウス工業株式会社 | コージェネレーションシステム |
-
2016
- 2016-06-22 CN CN201610452758.8A patent/CN107528537B/zh active Active
Patent Citations (4)
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