CN115102498A - 一种荧光太阳能聚光器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荧光太阳能聚光器，涉及荧光聚光器设备领域，包括底盘，底盘内的顶部开设有圈槽，底盘的顶部卡接有弧形壳，弧形壳的形状为半球形，弧形壳的中部是空的且嵌有卡边透镜，压合片内压合有N型半导体板和P型半导体板，N型半导体板内有着额外电子，P型半导体板内有着额外电子空隙，受到阳光的照射N型半导体板和P型半导体板内部会产生新的的空穴电子对，这种结构会产生新的电场，该电场会驱动N型半导体板和P型半导体板内部的电子，并且为定向移动，进而形成电流，本设备中共有上下两层荧光膜层，并且可以翻转，当顶部的荧光膜层温度过高时会自动翻转，从而延长了荧光膜层的使用寿命。

Description

一种荧光太阳能聚光器

技术领域

本发明涉及变电设备技术领域，具体为一种荧光太阳能聚光器。

背景技术

荧光聚光技术能利用任意角度入射的太阳光，无需配置太阳跟踪装置，相比普通太阳能电池或者聚焦型和反光型的太阳光聚光技术，都能降低高效率的单晶硅等太阳能电池的发电成本。

荧光太阳能聚光器（LSC）是包含高发射荧光材料的阳光收集器，将荧光材料嵌入或涂覆在透明或半透明的光波导介质内，能够将大面积的太阳光聚集到其边缘，理想情况下，适用于高效 LSC 的荧光材料应具有吸收光谱宽，荧光量子具有产率高、自吸收小和不易荧光猝灭等特点。

中国专利号为CN201610932315.9的专利公开了一种平面荧光聚光器及其制备方法，本发明的平面荧光聚光器包含散射颗粒、荧光量子点和平面光波导，本发明的方法包括：(1)配制荧光量子点的分散液；(2)将聚合物和/或制备聚合物的原料与散射颗粒混合，采用得到的混合溶液制备复合平面光波导；然后将荧光量子点分散液与复合平面光波导结合，形成复合型平面荧光聚光器；或者，在步骤(1)之后不进行步骤(2)而进行步骤(2)，将聚合物和/或制备聚合物的原料、散射颗粒和荧光量子点分散液混合，采用得到的混合溶液制备掺杂型平面荧光聚光器。

现有的荧光太阳能聚光器一般都会建设在山区偏远的地方，通过聚光间接得到的电可以满足山区居民的用电所需，但是现有的荧光太阳能聚光器在使用时会存在一定的问题，

1、在聚光过程中会产生热量，这些热量通过换热的方式是可以间接生电的，但是现有的聚光器这些热量都被浪费掉了；

2、在长时间聚光的情况下，荧光膜层会长期处于高温环境内，如果不进行降温处理，会缩短荧光膜层的使用寿命，就得要长期更换。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种荧光太阳能聚光器，解决了以下问题：

1、设备中会对荧光层膜表面进行测温，当温度超过限定温度后，另一面的荧光层膜会翻转过来，被翻转下去的荧光层膜和水接触，通过换热的方式对水进行加热，同时水也会降低被翻转下去荧光层膜的温度，这样可以延长荧光层膜的使用寿命；

2、荧光层膜和水接触时，会对水进行加热，然后水升温后会将热能间接传递给散热片的顶部，然后通过热换电的方式来生电，这种电为弱电，通过储存可以供电动马达使用。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种荧光太阳能聚光器，包括底盘，其特征在于：所述底盘内的顶部开设有圈槽，所述底盘的顶部卡接有弧形壳，所述弧形壳的形状为半球形，所述弧形壳的中部是空的且嵌有卡边透镜，所述弧形壳的底部和圈槽相互适配，所述底盘内的顶部开设有卡槽，所述卡槽内卡接有聚光镜，所述聚光镜的边缘和卡槽相互适配，所述底盘内的底部螺钉连接有垫盘，所述垫盘顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱，两侧所述弹簧柱的顶部均螺钉连接有散热器，所述散热器的顶部为平面，所述散热器的底部设有散热翅片层，所述散热器的顶部和散热翅片层的一端均连接有线端，所述散热器顶部的一侧为传热端，所述散热翅片层的一端为导冷端，所述传热端和导冷端的一端均电性连接有通电块。

优选的，所述底盘内靠近散热器的顶部贴合有光伏生电设备，所述光伏生电设备为叠层式，所述光伏生电设备的中部设有中接板，所述中接板的顶部和底部均粘接有垫板，所述垫板的顶部粘接有压合片，所述压合片内的顶部设有N型半导体板，所述N型半导体板的底部贴合有P型半导体板，所述压合片由N型半导体板和P型半导体板接合而成。

优选的，所述中接板的中部贯穿有转轴，所述转轴的外部设有螺纹，所述中接板中部和转轴连接的位置设有螺纹，所述转轴和中接板中部的螺纹相互适配，所述转轴的一端活动连接有联轴，所述联轴的一端活动连接有电动马达，所述电动马达的一端电性连接有驱动供电设备，所述驱动供电设备的顶部电性连接有储电设备。

优选的，所述光伏生电设备顶部和底部的荧光膜层表面的一侧均粘贴有贴片测温器，所述驱动供电设备的顶部电性连接有对比器，顶部和底部所述的贴片测温器一端均电性连接有传输线端，所述传输线端和对比器电性连接，所述通电块的一端和对比器电性连接。

优选的，所述中接板顶部和底部垫板的一端均卡接有卡板，所述卡板的顶部螺钉连接有电接块，所述压合片内包含有P型半导体板和N型半导体板，所述P型半导体板和N型半导体板的两端均焊有电极，所述P型半导体板和N型半导体板上的电极分别通过线路和电接块的两侧电性连接，顶部和底部的电接块的一侧均通过线路连接有第一蓄电设备，顶部和底部电接块和第一蓄电设备连接的线路会贯穿分线器，所述分线器会将两个线路分开，防止缠绕在一起。

优选的，所述第一蓄电设备的一端电性连接有联通器，所述联通器的一侧电性连接有整流器，所述整流器的一端电性连接有总控箱。

优选的，所述底盘内的光伏发电设备和散热器的顶部之间需要放置一个装液容器，容器内的液体可为水，同时容器的底部要和散热器的顶部贴合。

一种荧光太阳能聚光器，底盘和弧形壳的安装流程如下：

Sp1：首先在底盘内的底部安装垫盘，所述垫盘和底盘内的底部为螺钉连接，所述垫盘顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱，所述弹簧柱的顶部螺钉连接有散热器，所述散热器的一端以及散热翅片层的一端分别通过连接线路连接通电块的两端；

Sp2：散热器安装好后将光伏生电设备安装好，光伏生电设备通过中接板分为上下两层，上下两层的结构都是相同，转轴贯穿中接板，转轴转动会带动中接板转动。

Sp3：将聚光镜卡到卡槽内，这样就完成了底盘的部件安装；

Sp4：将弧形壳的底部和圈槽连接，待卡住后在弧形壳的中部卡入卡边透镜。

有益效果

本发明提供了一种荧光太阳能聚光器。具备以下有益效果：

1、首先和传统的光伏原理相同，阳光会从卡边透镜进入到弧形壳内，进入后阳光会首先通过聚光镜映射到光伏生电设备的荧光膜层上，光伏生电设备的顶部和底部都设有荧光膜层，荧光膜层的材质和现有设备中的材质是相同的，量子活跃性高，荧光膜层和压合片是一体的，压合片内压合有N型半导体板和P型半导体板，N型半导体板内有着额外电子，P型半导体板内有着额外电子空隙，受到阳光的照射N型半导体板和P型半导体板内部会产生新的的空穴电子对，这种结构会产生新的电场，该电场会驱动N型半导体板和P型半导体板内部的电子，并且为定向移动，进而形成电流，不同的是本设备中共有上下两层荧光膜层，并且可以翻转，确保荧光膜层的使用寿命更长。

2、贴片测温器时刻对荧光膜层表面进行测温，并且会在对比器内设定一个限定值，也就是荧光膜层所能承受的温度，贴片测温器测得温度后会将测得的数据通过传输线端传输给对比器，对比器接收到数据后会和限定值进行对比，当温度超过这个限定值，就会控制驱动供电设备工作，对比器相当于驱动供电设备的一个智能开关，驱动供电设启动后会带动电动马达转动，根据设定，电动马达通电后每次旋转只能转动一圈，电动马达转动一圈后联轴以及转轴也会随着转动，转轴和中接板之间为螺纹连接，转轴转动会带动中接板转动，使得受热的一面朝下和散热器接触，而驱动供电设备的电来自储电设备，储电设备的电来自散热器，散热器的原理是通过冷热温差而形成电偶，热来自荧光膜层的传递，冷来自于流通的空气，电流通过通电块时，通电块会将电流导向储电设备并进行储存，整个光伏生电设备的荧光膜层和散热器的顶部是贴合的，当转动时会下压散热器，散热器的底部两侧设有弹簧柱，下压后会下缩，以此便于光伏生电设备的翻转。

附图说明

图1为本发明的拼装整体结构图；

图2为本发明的底盘内部结构图；

图3为本发明的底盘俯视结构图；

图4为本发明的底盘内的光伏生电设备结构图；

图5为本发明的底盘正视图；

图6为本发明的底盘内的底部结构图；

图7为本发明的底盘内部部件分解图；

图8为本发明的压合片结构图。

其中：1、底盘；2、弧形壳；3、卡边透镜；4、总控箱；5、整流器；6、联通器；7、分线器；8、第一蓄电设备；9、联轴；10、电动马达；11、驱动供电设备；12、储电设备；13、圈槽；14、聚光镜；15、对比器；16、光伏生电设备；17、中接板；18、电接块；19、卡板；20、电极；21、压合片；22、荧光膜层；23、垫板；24、贴片测温器；25、转轴；26、传输线端；27、N型半导体板；28、P型半导体板；29、卡槽；30、散热器；31、弹簧柱；32、垫盘；33、散热翅片层；34、通电块。

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做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。

具体实施例一：

如图1-8所示，一种荧光太阳能聚光器，包括底盘1，其特征在于：底盘1内的顶部开设有圈槽13，底盘1的顶部卡接有弧形壳2，弧形壳2的形状为半球形，弧形壳2的中部是空的且嵌有卡边透镜3，弧形壳2的底部和圈槽13相互适配，底盘1内的顶部开设有卡槽29，卡槽29内卡接有聚光镜14，聚光镜14的边缘和卡槽29相互适配，底盘1内的底部螺钉连接有垫盘32，垫盘32顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱31，两侧弹簧柱31的顶部均螺钉连接有散热器30，散热器30的顶部为平面，散热器30的底部设有散热翅片层33，散热器30的顶部和散热翅片层33的一端均连接有线端，散热器30顶部的一侧为传热端，散热翅片层33的一端为导冷端，传热端和导冷端的一端均电性连接有通电块34。

底盘1内靠近散热器30的顶部贴合有光伏生电设备16，光伏生电设备16为叠层式，光伏生电设备16的中部设有中接板17，中接板17的顶部和底部均粘接有垫板23，垫板23的顶部粘接有压合片21，压合片21内的顶部设有N型半导体板27，N型半导体板27的底部贴合有P型半导体板28，压合片21由N型半导体板27和P型半导体板28接合而成。

中接板17的中部贯穿有转轴25，转轴25的外部设有螺纹，中接板17中部和转轴25连接的位置设有螺纹，转轴25和中接板17中部的螺纹相互适配，转轴25的一端活动连接有联轴9，联轴9的一端活动连接有电动马达10，电动马达10的一端电性连接有驱动供电设备11，驱动供电设备11的顶部电性连接有储电设备12。

光伏生电设备16顶部和底部的荧光膜层22表面的一侧均粘贴有贴片测温器24，驱动供电设备11的顶部电性连接有对比器15，顶部和底部的贴片测温器24一端均电性连接有传输线端26，传输线端26和对比器15电性连接，通电块34的一端和对比器15电性连接。

中接板17顶部和底部垫板23的一端均卡接有卡板19，卡板19的顶部螺钉连接有电接块18，压合片21内包含有P型半导体板28和N型半导体板27，P型半导体板28和N型半导体板27的两端均焊有电极20，P型半导体板28和N型半导体板27上的电极20分别通过线路和电接块18的两侧电性连接，顶部和底部的电接块18的一侧均通过线路连接有第一蓄电设备8，顶部和底部电接块18和第一蓄电设备8连接的线路会贯穿分线器7，分线器7会将两个线路分开，防止缠绕在一起。

第一蓄电设备8的一端电性连接有联通器6，联通器6的一侧电性连接有整流器5，整流器5的一端电性连接有总控箱4。

底盘1内的光伏发电设备16和散热器30的顶部之间需要放置一个装液容器，容器内的液体可为水，同时容器的底部要和散热器30的顶部贴合。

首先阳光会从卡边透镜3进入到弧形壳2内，进入后阳光会首先通过聚光镜14映射到光伏生电设备16的荧光膜层22上，光伏生电设备16的顶部和底部都设有荧光膜层22，荧光膜层22的材质和现有设备中的材质是相同的，量子活跃性高，荧光膜层22和压合片21是一体的，压合片21内压合有N型半导体板27和P型半导体板28，N型半导体板27内有着额外电子，P型半导体板28内有着额外电子空隙，受到阳光的照射N型半导体板27和P型半导体板28内部会产生新的的空穴电子对，这种结构会产生新的电场，该电场会驱动N型半导体板27和P型半导体板28内部的电子，并且为定向移动，进而形成电流，N型半导体板27和P型半导体板28一端均连接有电极20和电接线，两个电接线分别连接电接块18的两端，形成的电流通过电接块18进行循环，电接块18接收到电流后会将电流传输给第一蓄电设备8，用以储存，第一蓄电设备8为小型铅性蓄电池，主要是将光伏生电设备16生产的电收集并传输给总控箱4，联通器6的作用类似于逆变器，将直流电转换为交流电，并通过整流器5进行整流，使得电流变的平稳，最后再传输给总控箱4，然后传输给地方的供电所进行变压处理，

同时贴片测温器24时刻对荧光膜层22表面进行测温，并且会在对比器15内设定一个限定值，也就是荧光膜层22所能承受的温度，贴片测温器24测得温度后会将测得的数据通过传输线端26传输给对比器15，对比器15接收到数据后会和限定值进行对比，当温度超过这个限定值，就会控制驱动供电设备11工作，对比器15相当于驱动供电设备11的一个智能开关，驱动供电设备11启动后会带动电动马达10转动，根据设定，电动马达10通电后每次旋转只能转动一圈，电动马达10转动一圈后联轴9以及转轴25也会随着转动，转轴25和中接板17之间为螺纹连接，转轴25转动会带动中接板17转动，使得受热的一面朝下和散热器30接触，而驱动供电设备11的电来自储电设备12，储电设备12的电来自散热器30，散热器30的原理是通过冷热温差而形成电偶，热来自荧光膜层22的传递，冷来自于流通的空气，电流通过通电块34时，通电块34会将电流导向储电设备12并进行储存，整个光伏生电设备16的荧光膜层22和散热器30的顶部是贴合的，当转动时会下压散热器30，散热器30的底部两侧设有弹簧柱31，下压后会下缩，以此便于光伏生电设备16的翻转。

具体实施例二：

如图1-8所示，一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：底盘1和弧形壳2的安装流程如下：

Sp1：确定底盘1附近的环境，首先在底盘1内的底部安装垫盘32，垫盘32和底盘1内的底部为螺钉连接，垫盘32顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱31，弹簧柱31的顶部螺钉连接有散热器30，散热器30的一端以及散热翅片层33的一端分别通过连接线路连接通电块34的两端；

Sp2：散热器30安装好后将光伏生电设备16安装好，光伏生电设备16通过中接板17分为上下两层，上下两层的结构都是相同，转轴25贯穿中接板17，转轴25转动会带动中接板17转动；

Sp3：将聚光镜14卡到卡槽29内，这样就完成了底盘1的部件安装；

Sp4：将弧形壳2的底部和圈槽13连接，待卡住后在弧形壳2的中部卡入卡边透镜3。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种荧光太阳能聚光器，包括底盘（1），其特征在于：所述底盘（1）内的顶部开设有圈槽（13），所述底盘（1）的顶部卡接有弧形壳（2），所述弧形壳（2）的形状为半球形，所述弧形壳（2）的中部是空的且嵌有卡边透镜（3），所述弧形壳（2）的底部和圈槽（13）相互适配，所述底盘（1）内的顶部开设有卡槽（29），所述卡槽（29）内卡接有聚光镜（14），所述聚光镜（14）的边缘和卡槽（29）相互适配，所述底盘（1）内的底部螺钉连接有垫盘（32），所述垫盘（32）顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱（31），两侧所述弹簧柱（31）的顶部均螺钉连接有散热器（30），所述散热器（30）的顶部为平面，所述散热器（30）的底部设有散热翅片层（33），所述散热器（30）的顶部和散热翅片层（33）的一端均连接有线端，所述散热器（30）顶部的一侧为传热端，所述散热翅片层（33）的一端为导冷端，所述传热端和导冷端的一端均电性连接有通电块（34）。

2.根据权利要求1所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述底盘（1）内靠近散热器（30）的顶部贴合有光伏生电设备（16），所述光伏生电设备（16）为叠层式，所述光伏生电设备（16）的中部设有中接板（17），所述中接板（17）的顶部和底部均粘接有垫板（23），所述垫板（23）的顶部粘接有压合片（21），所述压合片（21）内的顶部设有N型半导体板（27），所述N型半导体板（27）的底部贴合有P型半导体板（28），所述压合片（21）由N型半导体板（27）和P型半导体板（28）接合而成。

3.根据权利要求2所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述中接板（17）的中部贯穿有转轴（25），所述转轴（25）的外部设有螺纹，所述中接板（17）中部和转轴（25）连接的位置设有螺纹，所述转轴（25）和中接板（17）中部的螺纹相互适配，所述转轴（25）的一端活动连接有联轴（9），所述联轴（9）的一端活动连接有电动马达（10），所述电动马达（10）的一端电性连接有驱动供电设备（11），所述驱动供电设备（11）的顶部电性连接有储电设备（12）。

4.根据权利要求3所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述光伏生电设备（16）顶部和底部的荧光膜层（22）表面的一侧均粘贴有贴片测温器（24），所述驱动供电设备（11）的顶部电性连接有对比器（15），顶部和底部所述的贴片测温器（24）一端均电性连接有传输线端（26），所述传输线端（26）和对比器（15）电性连接，所述通电块（34）的一端和对比器（15）电性连接。

5.根据权利要求2所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述中接板（17）顶部和底部垫板（23）的一端均卡接有卡板（19），所述卡板（19）的顶部螺钉连接有电接块（18），所述压合片（21）内包含有P型半导体板（28）和N型半导体板（27），所述P型半导体板（28）和N型半导体板（27）的两端均焊有电极（20），所述P型半导体板（28）和N型半导体板（27）上的电极（20）分别通过线路和电接块（18）的两侧电性连接，顶部和底部的电接块（18）的一侧均通过线路连接有第一蓄电设备（8），顶部和底部电接块（18）和第一蓄电设备（8）连接的线路会贯穿分线器（7），所述分线器（7）会将两个线路分开，防止缠绕在一起。

6.根据权利要求5所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述第一蓄电设备（8）的一端电性连接有联通器（6），所述联通器（6）的一侧电性连接有整流器（5），所述整流器（5）的一端电性连接有总控箱（4）。

7.根据权利要求1所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述底盘（1）内的光伏发电设备（16）和散热器（30）的顶部之间需要放置一个装液容器，容器内的液体可为水，同时容器的底部要和散热器（30）的顶部贴合。

8.根据权利要求1所述的一种荧光太阳能聚光器，其特征在于：所述底盘（1）和弧形壳（2）的安装流程如下：

Sp1：首先在底盘（1）内的底部安装垫盘（32），所述垫盘（32）和底盘（1）内的底部为螺钉连接，所述垫盘（32）顶部的两侧均螺钉连接有弹簧柱（31），所述弹簧柱（31）的顶部螺钉连接有散热器（30），所述散热器的一端以及散热翅片层（33）的一端分别通过连接线路连接通电块（34）的两端；

Sp2：散热器（30）安装好后将光伏生电设备（16）安装好，光伏生电设备（16）通过中接板（17）分为上下两层，上下两层的结构都是相同，转轴（25）贯穿中接板（17），转轴（25）转动会带动中接板（17）转动。

9.Sp3：将聚光镜（14）卡到卡槽（29）内，这样就完成了底盘（1）的部件安装；

Sp4：将弧形壳（2）的底部和圈槽（13）连接，待卡住后在弧形壳（2）的中部卡入卡边透镜（3）。

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