CN110595081A - 一种太阳能收集利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能能源收集与利用技术领域，尤其为一种太阳能收集利用装置，包括集热体、聚光透镜装置和温度及聚光控制器，集热体两侧上固定安装有支撑板，支撑板上方安装有电动推杆，电动推杆顶端固接设置有聚光透镜装置，集热体侧边上设置有温度及聚光控制器，温度及聚光控制器通过信号线分别与集热体和聚光透镜装置相连接，集热体外包裹设置有隔热保温层。本发明采用聚光原理将太阳能聚集后得到的高温热量由集热体进行收集，随着集热体的温度提高而收集能量，在能源使用时可由将高温热由介质传导出来，如烧水、供热，也可直接由集热体导热进行做饭或驱动外热型发动机运转；收集的太阳能温度高、储能大，热能交换方便；太阳能利用效率高。
Description
技术领域
本发明属于太阳能能源收集与利用技术领域，具体涉及一种太阳能收集利用装置。
背景技术
电流的概念提出后，电力技术越来越广泛地应用于我们的日常生活中。在当今电力蓬勃发展和利用的时代，缺乏电力资源将会造成很大的不便，直接影响人们的生活水平以及工业技术的发展水平。传统的发电方式目前应用最为广泛，比如火力发电，但已经不符可持续发展理念的需求，污染严重，利用率太低。当今风力发电，水力发电，核能发电等技术也是异军突起，但风力发电装机容量太小，受地域限制太大；水力发电前期投资太大，建设周期太长，受水域限制，不能被广泛应用；核能发电技术含量要求过高，且存在极大安全隐患。如今我们在追求绿色环保资源的同时，还应考虑建设成本和周期问题。太阳能是绿色能源发电的重要资源之一，在绿色能源中有着举足轻重的地位。一般意义上讲，太阳是取之不尽，用之不竭的绿色能源，现阶段开发太阳能这种绿色能源的趋势已势不可挡。不仅是因为其储存量的巨大，而且地域限制相对较少，建设周期短，使用规模可大可小，尤其是能适于民用。这给太阳能发电技术带来了极大的市场，扩大了研究方向。
目前人们对于太阳能能源的利用的主要方向为太阳能发电板发电、太阳能热水器加热、太阳能热集热炤等，对太阳能的利用效率低，或对能源利用的即时性有要求，不能效好的利用好太阳能这种清洁能源；
目前，对太阳能的市场需求也在大幅提高，直接表现在它能带来巨大的经济效益与环境效益。从传统的太阳能板发电到今天的碲化镉玻璃发电，从单纯的太阳能板网络发电到现在的太阳能板与建筑结合发电，太阳能发电产品的创新程度越来越大，逐渐打破了传统格局。而如今的太阳能转换效率大概只有百分之二十左右，提高太阳能的转换效率在这个新兴行业上是一个极其困难的问题。因此，对高效太阳能转换系统的设计研发，无论是从提高太阳能的转换效率，还是寻求太阳能更多的利用价值上，都是迫在眉睫的任务。
现有太阳能的使用都有一定的缺限，如太阳能发电板发电，效率低，对太阳能使用要求即时性。太阳能热水器，收集的低位热，低位热利用率不高。太阳能集热炤能收集高位热，但也要求即时性，有太阳时才有热量。
本发明提出一种能源收集与利用方案，将提高太阳能的利用率，且方便使用。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种太阳能收集利用装置，采用聚光原理将太阳能聚集后得到的高温热量由集热体进行收集，随着集热体的温度提高而收集能量，在能源使用时可由将高温热由介质传导出来，如烧水、供热，也可直接由集热体导热进行做饭或驱动外热型发动机运转；收集的太阳能温度高、储能大，热能交换方便；太阳能利用效率高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能收集利用装置，包括集热体、聚光透镜装置和温度及聚光控制器，集热体两侧上固定安装有支撑板，支撑板上方安装有电动推杆，电动推杆顶端固接设置有聚光透镜装置，所述聚光透镜装置通过电动推杆在集热体上进行上下移动，集热体侧边上设置有温度及聚光控制器，温度及聚光控制器通过信号线分别与集热体和聚光透镜装置相连接，集热体外包裹设置有隔热保温层，集热体外侧上或内部安装有换热器，集热体顶部还安装有感光元件。
作为优选，还包括机座和减速电机，机座上安装设置有支撑架，支撑架顶端上安装有轴承座，集热体两侧通过转轴安装在支撑架的轴承座上，集热体一侧的转轴穿过轴承座通过联轴器与减速电机驱动端相连接，减速电机通过安装板安装在支撑架上，所述集热体通过减速电机驱动转轴在支撑架进行转动。
作为优选，所述聚光透镜装置包括镜片安装底座、聚光透镜和镜片防落盖，聚光透镜通过镜片防落盖和螺钉安装在镜片安装底座上，镜片安装底座两端设置有电动推杆固接的连接片。
作为优选，所述集热体顶部的隔热保温层上在聚光透镜装置正下方处开设有聚光孔。
作为优选，所述换热器通过换热管与外部的用热设备相连接。
作为优选，所述换热器的进水端通过进水管与水泵相连接，换热器的出水端通过出水管与热水池相连接，水泵通过水管与热水池相连接。
作为优选，所述聚光透镜装置上照射有太阳光，聚光透镜装置采用透镜聚光或反射聚光方式将太阳光聚集到集热体上。
作为优选，所述集热体采用热容比大、熔点高、密度高、导热良好的金属材料制作而成，金属材料包括铁、铜、铝或其它合金材料。
作为优选，所述隔热保温层上还开设有取热孔。
作为优选，所述换热器通过换热管与集热体内部相连通。
作为优选，所述集热体内部设置有高温介质。
作为优选，所述电动推杆型号为HB-DJ806。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用聚光原理将太阳能聚集后得到的高温热量由集热体进行收集，随着集热体的温度提高而收集能量，在能源使用时可由将高温热由介质传导出来，如烧水、供热，也可直接由集热体导热进行做饭或驱动外热型发动机运转。
采用金属物作为太阳能能源保存介质，金属具有密度大、熔点高的特点，收集的太阳能温度高、储能大，热能交换方便；太阳能利用效率高。
集热体上通过电动推杆连接聚光透镜装置，使得聚光透镜装置通过电动推杆在集热体上进行上下移动；便于调节聚光透镜装置与集热体之间的距离，使得使光源以适宜大小的光斑投射于集热体上。
集热体两侧通过转轴安装在支撑架的轴承座上，集热体一侧的转轴穿过轴承座通过联轴器与减速电机驱动端相连接；使得集热体通过减速电机驱动转轴在支撑架进行转动；可以调节聚光透镜以最佳倾角接收光能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的原理结构示意图；
图2为本发明的安装结构示意图；
图3为本发明中聚光透镜装置的结构示意图；
图4为本发明中镜片防落盖的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种太阳能收集利用装置，包括集热体1、聚光透镜装置2和温度及聚光控制器3，集热体1两侧上固定安装有支撑板13，支撑板13上方安装有电动推杆14，电动推杆14顶端固接设置有聚光透镜装置2，集热体1侧边上设置有温度及聚光控制器3，温度及聚光控制器3通过信号线分别与集热体1和聚光透镜装置2相连接，集热体1外包裹设置有隔热保温层1.1，集热体1外侧上或内部安装有换热器1.2，集热体1顶部还安装有感光元件1.3。
还包括机座8和减速电机10，机座8上安装设置有支撑架9，支撑架9顶端上安装有轴承座11，集热体1两侧通过转轴12安装在支撑架9的轴承座11上，集热体1一侧的转轴12穿过轴承座11通过联轴器与减速电机10驱动端相连接，减速电机10通过安装板安装在支撑架9上。
所述聚光透镜装置2包括镜片安装底座23、聚光透镜22和镜片防落盖21，聚光透镜22通过镜片防落盖21和螺钉安装在镜片安装底座23上，镜片安装底座23两端设置有电动推杆14固接的连接片；对聚光透镜22镜片进行保护。
所述集热体1顶部的隔热保温层1.1上在聚光透镜装置2正下方处开设有聚光孔。
所述换热器1.2通过换热管与外部的用热设备4相连接。
所述换热器1.2的进水端通过进水管与水泵6相连接，换热器1.2的出水端通过出水管与热水池5相连接，水泵6通过水管与热水池5相连接。
所述聚光透镜装置2上照射有太阳光7，聚光透镜装置2采用透镜聚光或反射聚光方式将太阳光7聚集到集热体上。
所述集热体1采用热容比大、熔点高、密度高、导热良好的金属材料制作而成，金属材料包括铁、铜、铝或其它合金材料。
所述隔热保温层1.1上还开设有取热孔。
所述换热器1.2通过换热管与集热体1内部相连通。
所述集热体1内部设置有高温介质。
所述电动推杆14型号为HB-DJ806。
所述聚光透镜装置2通过电动推杆14在集热体1上进行上下移动。
所述集热体1通过减速电机10驱动转轴12在支撑架9进行转动。
此外还在机座8上设置有单片机；电动推杆14和减速电机10与单片机电性连接。
单片机采用单时钟/机器周期(1T)单片机，是高速，低功耗，超强抗干扰的新一代8051单片机，其指令代码完全兼容传统的8051，但速度能快8-12倍。内部集成MAX810专用的复位电路，针对电机控制，强干扰场合，设计2路PWM，8路高速10位A/D转换。采用PDIP-40封装。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，启动电动推杆14进行调节聚光透镜装置2与集热体1顶部之间的距离，使得使光源以适宜大小的光斑投射于集热体1上，通过聚光透镜装置2对平行光的聚焦特性，将较弱的太阳光聚集在集热体1很小的光斑上；温度及聚光控制器3控制聚光透镜装置2采用透镜聚光方式或反射聚光方式的聚光原理将太阳光7能量通过集热体1顶部的隔热保温层1.1的聚光孔聚集到集热体1上，由集热体1收集太阳光7能量源聚集到后得到的高温热量由集热体1进行收集，随着集热体1的温度提高而收集能量，在能源使用时，将水通过水泵6经进水管进入换热器1.2及集热体1可得到热水从出水管流出至热水池5得到热水，将油经管道通过集热体1流出时，可得到300-500度的油，可用于做饭，或将集热体1内部的高温热量由高温介质传导出来，如烧水、供热，也可直接由集热体1导热进行做饭或驱动外热型发动机运转；该太阳能收集利用热源可作为工业或家庭热源；
另外集热体1两侧通过转轴12安装在支撑架9的轴承座11上，集热体1一侧的转轴12穿过轴承座11通过联轴器与减速电机10驱动端相连接；使得集热体1通过减速电机10驱动转轴12在支撑架9进行转动；可以调节聚光透镜以最佳倾角接收光能。
本发明采用聚光原理将太阳能聚集后得到的高温热量由集热体进行收集，通过聚光透镜装置对平行光的聚焦特性，将较弱的太阳光聚集在一个很小的光斑上，采用集热体1收集并转化；随着集热体的温度提高而收集能量，在能源使用时可由将高温热由介质传导出来，如烧水、供热，也可直接由集热体导热进行做饭或驱动外热型发动机运转；收集的太阳能温度高、储能大，热能交换方便；太阳能利用效率高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能收集利用装置，其特征在于，包括集热体(1)、聚光透镜装置(2)和温度及聚光控制器(3)，集热体(1)两侧上固定安装有支撑板(13)，支撑板(13)上方安装有电动推杆(14)，电动推杆(14)顶端固接设置有聚光透镜装置(2)，集热体(1)侧边上设置有温度及聚光控制器(3)，温度及聚光控制器(3)通过信号线分别与集热体(1)和聚光透镜装置(2)相连接，集热体(1)外包裹设置有隔热保温层(1.1)，集热体(1)外侧上或内部安装有换热器(1.2)，集热体(1)顶部还安装有感光元件(1.3)。
2.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，还包括机座(8)和减速电机(10)，机座(8)上安装设置有支撑架(9)，支撑架(9)顶端上安装有轴承座(11)，集热体(1)两侧通过转轴(12)安装在支撑架(9)的轴承座(11)上，集热体(1)一侧的转轴(12)穿过轴承座(11)通过联轴器与减速电机(10)驱动端相连接，减速电机(10)通过安装板安装在支撑架(9)上。
3.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述聚光透镜装置(2)包括镜片安装底座(23)、聚光透镜(22)和镜片防落盖(21)，聚光透镜(22)通过镜片防落盖(21)和螺钉安装在镜片安装底座(23)上，镜片安装底座(23)两端设置有电动推杆(14)固接的连接片。
4.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述集热体(1)顶部的隔热保温层(1.1)上在聚光透镜装置(2)正下方处开设有聚光孔。
5.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述换热器(1.2)通过换热管与外部的用热设备(4)相连接。
6.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述换热器(1.2)的进水端通过进水管与水泵(6)相连接，换热器(1.2)的出水端通过出水管与热水池(5)相连接，水泵(6)通过水管与热水池(5)相连接。
7.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述聚光透镜装置(2)上照射有太阳光(7)，聚光透镜装置(2)采用透镜聚光或反射聚光方式将太阳光(7)聚集到集热体上。
8.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述集热体(1)采用热容比大、熔点高、密度高、导热良好的金属材料制作而成，金属材料包括铁、铜、铝或其它合金材料。
9.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述换热器(1.2)通过换热管与集热体(1)内部相连通。
10.如权利要求1所述的太阳能收集利用装置，其特征在于，所述集热体(1)内部设置有高温介质。
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