CN112544281A - 一种太阳能收集装置以及由该装置组成的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能收集装置，该装置包括浮体和安装在浮体上的太阳能收集面板，所述浮体内设有贯通浮体上下端的导光通道，导光通道上端口位置避开太阳能收集面板，导光通道内设有反光内壁，导光通道下端口密封安装有漫射器。通过将太阳能收集面板安装在具有导光通道和漫射器的浮体上，可在将太阳光合理利用的同时，将光照导入水下来保证水下光合作用，可防止对水下生态环境的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能收集装置以及由该装置组成的太阳能收集设备。
背景技术
不管太阳能的发展现状，紧缩的陆地预算和技术需求对在一些地区或一些城市环境中的发展造成了严格的限制。基于陆地的设备与陆地的其他用途例如农业不相容。此外，太阳能设备有时因为其外观受到指责，所述外观可能影响景观的美感或者用来支撑面板的大楼的外部完美。
水环境为这样的太阳能面板设备提供了非常有前途的可能，在海洋环境中和在湖泊或河流上都是如此：表面积成本小并且很少或者没有人类居住。在水环境中安装太阳能面板的构思是已知的。但是，现有技术中的漂浮太阳能设备使用例如几十或甚至几百米宽的人工岛或一般具有几米的边或直径的漂浮型支撑物，其上放置大量常规太阳能面板，使得形成了对水底的光合作用不利的遮蔽。并且随着漂浮太阳能面板的发展，水面占用程度也越来越高，现有技术的漂浮太阳能设备可能导致对水底生态环境造成严重的破坏。
为此，现提出一种太阳能收集装置以及由该装置组成的太阳能收集设备。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种太阳能收集装置以及由该装置组成的太阳能收集设备。
本发明提出的一种太阳能收集装置，包括浮体和安装在浮体上的太阳能收集面板，所述浮体内设有贯通浮体上下端的导光通道，导光通道上端口位置避开太阳能收集面板，导光通道内设有反光内壁，导光通道下端口密封安装有漫射器。
作为对具有导光通道的浮体的进一步改进，导光通道上端口安装有透明采光罩。
优选地，透明采光罩包括与导光通道上端口配合的端盖以及设置在端盖上的球面罩。
优选地，导光通道的下端口面积大于其上端口面积。
优选地，所述反光内壁内是通过贴膜工艺或镀膜工艺在导光通道内设置一层反光膜形成的。
优选地，漫射器可以是螺纹漫射器、晶格漫射器、棱镜漫射器、灯罩式漫射器中的任意一种。
进一步地，浮体内设有调排腔室，调排腔室与浮体下端相通，调排腔室内设有柔性内胆，柔性内胆上设有抽排管。
作为对于浮体的一个优选方案，浮体包括内壳体和外壳体，内壳体刚性连接在外壳体内，导光通道由外壳体的内壁与内壳体的外壁之间的间距空腔形成，太阳能收集面板安装在内壳体上端。
对于本发明的太阳能收集装置，太阳能收集面板为太阳能光伏电池板或太阳能收集器。
本发明还提出了一种漂浮型太阳能收集设备，该设备由多个上述的太阳能收集装置并列放置并且连接在一起组成。
本发明的太阳能收集装置以及由该装置组成的太阳能收集设备通过将太阳能收集面板安装在具有导光通道和漫射器的浮体上，可在将太阳光合理利用的同时，将光照导入水下来保证水下光合作用，可防止对水下生态环境的破坏。
附图说明
图1为本发明提出的一种太阳能收集装置上端视角的立体示意图；
图2为图1中太阳能收集装置下视视角的立体示意图；
图3为太阳能收集装置除去透明采光罩的立体示意图；
图4为太阳能收集装置的剖视示图；
图5为本发明提出的一种漂浮型太阳能收集设备的结构示意图。
具体实施方式
请参照图1-4所示，本发明提出的一种太阳能收集装置，包括浮体1和安装在浮体1上的太阳能收集面板2，浮体1内设有贯通浮体1上下端的导光通道101，导光通道101上端口位置避开太阳能收集面板2，导光通道101内设有反光内壁，导光通道101下端口密封安装有漫射器102。
该太阳能收集装置用于漂浮于湖泊、大海的水域来收集太阳能，太阳能收集面板2可以是太阳能光伏电池板或太阳能收集器；如图4所示(由带箭头的直线表示太阳光)，太阳光可由导光通道101上端口照射进入导光通道101内，在导光通道101中反光内壁的反射导光作用下，使光线最终可从导光通道101下端口的漫射器102照射至水面以下，在漫射器102的作用下，光线可照至比浮体1下端更大面积的水域，从而消除了大面积的太阳能收集装置对水下光合作用的阻挡。另外，将漫射器102与导光通道101下端口密封，利用导光通道101形成的密闭内腔，使浮体1具有足够大的排水体积来增大自身浮力，使该太阳能收集装置得以漂浮在水面上。
作为本实施例的一个优选方案，浮体1包括内壳体103和外壳体104，内壳体103和外壳体104均由金属铝材制成，内壳体103刚性连接在外壳体104内，导光通道101由外壳体104的内壁与内壳体103的外壁之间的间距空腔形成，太阳能收集面板2安装在内壳体103上端，导光通道101上端口围绕在太阳能收集面板2周侧，从而使整个浮体1上端的面积得以最大化地利用。为了进一步增大水下光照面积，可使导光通道101下端口面积大于上端口面积，具体将内壳体103和外壳体104设置成具有锥形侧壁形状，并使导光通道101的反光内壁由上至下逐渐增大，使漫射器102具有更大的射光面积，漫射器102可以是螺纹漫射器、晶格漫射器、棱镜漫射器、灯罩式漫射器中的任意一种。
本领域人员可以理解的，导光通道101不限于通过内壳体103和外壳体104的间距形成，其也可以是独立的，数量也可是更多的，例如将导光通道101设置成独立的圆筒形分布在太阳能收集面板2周侧，只是通过整体式的导光通道101可具有更大的采光面积和更高的导光效率。
导光通道101的反光内壁是通过贴膜工艺或镀膜工艺在内壳体103的外壁和外壳体104的内壁设一层反光膜形成的，该反光膜优选由纳米二氧化钛表层和纳米氟化镁内层组成，使反光内壁具有较高的反射率以确保光线的高效传输。
另一方面，对于导光通道101的采光效果来说，由于导光通道101上端口宽度不大，采光效率有限，而太阳光随着日升日落的变化又存在入射角和方位的变化，因此，在导光通道101上端口安装有透明采光罩3，可将透明采光罩3与导光通道101上端口密封，作为本实施例的优选方案，透明采光罩3包括与导光通道101上端口配合的端盖301以及设置在端盖301上的球面罩302端盖301适应浮体1的内壳体103和外壳体104形状设置成矩形圆角的闭环结构，球面罩302均匀间隔设置在端盖301上，可在球面罩302内表面设置具有菲涅尔透镜原理的周向折光齿状结构，从而通过球面罩302来提高阳光的采集效率。
进一步地，对于该太阳能收集装置来说，与现有技术同样地可能存在采光表面被鸟粪遮挡导致效率降低的问题，为此，该太阳能收集装置可以沉降至水面以下一点的位置，使太阳能收集面板2和透明采光罩3浸没在水面以下，从而利用水面消除鸟粪的影响。具体地，为了实现使该太阳能收集装置可以改变浮力来沉降或上升以便于维护的功能，在浮体1内设有调排腔室105，调排腔室105与浮体1下端相通，调排腔室105由内壳体103的内腔形成，调排腔室103内设有柔性内胆106，柔性内胆106上设有抽排管107，抽排管107上还可设置阀门。柔性内胆106可为橡胶囊体，可通过向柔性内胆106内充入或排出水、空气来改变柔性内胆106的体积或重量，使调排腔室103的排水体积得以改变，从而可改变浮体1的浮力，便于使该太阳能收集装置可在水面升降。
作为本实施例的一个优选方案，在浮体1的外壳体104周侧固定有防撞的凸缘108，凸缘108采用橡胶等弹性材质制成，可对太阳能收集装置起到保护作用，并且在外壳体104的外壁上还设有加强肋109。在凸缘108上设有定位孔110，利用定位孔110可通过钢绳或螺栓等连接件将太阳能收集装置相互连接起来。
如图5所示，本实施例还提供了一种漂浮型太阳能收集设备，该设备是由多个太阳能收集装置并置安装形成的宫格结构，具体地，将太阳能收集装置安装但不限于安装在绳索4上，绳索4形成宫格网结构，太阳能收集装置连接在宫格内，绳索4可通过锚定的方式使漂浮型太阳能收集设备整体漂浮在固定的水域，便于设备维护。当然，太阳能收集装置也可以是安装在框架结构上的，但是由于该太阳能收集装置自身具有浮体结构，已无需安装在框架结构上并在框架上配置浮体，另外框架结构整体重量更大，造价更高，因此，通过绳索连接是更优选的方式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能收集装置，其特征在于，包括浮体(1)和安装在浮体(1)上的太阳能收集面板(2)，所述浮体(1)内设有贯通浮体(1)上下端的导光通道(101)，导光通道(101)上端口位置避开太阳能收集面板(2)，导光通道(101)内设有反光内壁，导光通道(101)下端口密封安装有漫射器(102)。
2.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，导光通道(101)上端口安装有透明采光罩(3)。
3.根据权利要求2所述的太阳能收集装置，其特征在于，透明采光罩(3)包括与导光通道(101)上端口配合的端盖(301)以及设置在端盖(301)上的球面罩(302)。
4.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，导光通道(101)的下端口面积大于其上端口面积。
5.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述反光内壁内是通过贴膜工艺或镀膜工艺在导光通道(101)内设置一层反光膜形成的。
6.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，漫射器(102)可以是螺纹漫射器、晶格漫射器、棱镜漫射器、灯罩式漫射器中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，浮体(1)内设有调排腔室(105)，调排腔室(105)与浮体(1)下端相通，调排腔室(105)内设有柔性内胆(106)，柔性内胆(106)上设有抽排管(107)。
8.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，浮体(1)包括内壳体(103)和外壳体(104)，内壳体(103)刚性连接在外壳体(104)内，导光通道(101)由外壳体(104)的内壁与内壳体(103)的外壁之间的间距空腔形成，太阳能收集面板(2)安装在内壳体(103)上端。
9.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于，所述太阳能收集面板(2)为太阳能光伏电池板或太阳能收集器。
10.一种漂浮型太阳能收集设备，其特征在于，该设备由多个如权利要求1-9任意一项所述的太阳能收集装置并列放置并且连接在一起组成。
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Cited By (1)
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| JP2023010700A (ja) * | 2021-07-09 | 2023-01-20 | 浩 小林 | カーボンフリーエネルギ供給システム及びカーボンフリーエネルギ供給方法 |
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2020
- 2020-12-11 CN CN202011442387.8A patent/CN112544281A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| JP7241442B2 (ja) | 2021-07-09 | 2023-03-17 | 浩 小林 | カーボンフリーエネルギ供給システム及びカーボンフリーエネルギ供給方法 |
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