CN201488335U - 太阳能电热发生系统 - Google Patents

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Abstract

太阳能电热发生系统：集热斜板朝阳仰起，在集热斜板朝阳面联结太阳能电池，在太阳能电池外面罩聚光罩，真空管式集热器与导热板联结，集热斜扳、导热板和另外设置的垂直导热板、保温板围成直角三角形的空腔，在空腔的直角处设置涡轮，在空腔外与涡轮垂直对应设置发电机，涡轮通过轴和磁力传动件能驱动发电机，在空腔注传热介质；在空腔的垂直部分的外围设置装有待加热的流体的热交换器；聚光罩将阳光折射到太阳能电池发电，阳光中的红外光穿过太阳能电池加热集热斜板，连同集热器使空腔中的传热介质受热循环流动，冲击涡轮带动发电机发电，同时热交换器中待加热的流体被加热后输出被使用或被保温存储待用或不断被加热。该系统性价比高，易推广。

Description

太阳能电热发生系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用技术，特别是一种太阳能电热发生系统。
背景技术
当今，虽然太阳能利用技术达到成熟，但是太阳能利用技术还不够高，缺陷明显，主要是成本高和太阳能利用效率低。因为现有的太阳能电池成本居高不下，发电效率只有10％左右；现有的太阳能热发电或热利用装置成本也不低、效率也不高。所以现有的太阳能装置性价比低。现有的太阳能装置很少有同时利用太阳能的光能和热能的，关键是受成本和太阳能能量密度制约。然而同时利用太阳能的光能和热能毕竟是降低成本和提高效率的一种有效途径，这要依仗新技术。
发明内容
本实用新型设计一种太阳能电热发生系统，能同时利用太阳能的光能和热能，能降低太阳能利用成本和提高效率、提高太阳能利用装置的性价比。
所述太阳能电热发生系统按下述技术方案实现。
所述太阳能电热发生系统构成：如图1至图3示。在导热板24的底面并列联结若干真空管集热器2，导热板24及真空管集热器2的头部嵌在水平密封保温板3的右部，且使导热板24的上平面与密封保温板3的上平面齐平，真空管集热器2的底部与座1联接，座1的底面、密封保温板3的底面均固定于基础；集热斜扳5的下端与密封保温板3的上平面右部联结，集热斜扳5朝阳仰起合式的角度，然后在集热斜扳5朝阳面涂既有高的太阳吸收比又有低的辐射率的选择性吸收涂层材料；在集热斜扳5朝阳面联结太阳能电池4；密封保温弯板6与垂直导热板12联结组成一截面为近似直角三角形的筒，垂直导热板12的下端为瓦片状；垂直密封保温板15向右离开垂直导热板12一距离，其上下端与密封保温弯板6联结；垂直导热板10向左离开垂直导热板12一距离，其上端、下端分别与集热斜扳5、密封保温板3联结，垂直导热板10的下端为瓦片状；垂直导热板10的前后面(从图1看)的下部与垂直导热板12的前后面(从图1看)用斜置导热板27和斜置导热板28(如图3示)联结密封，斜置导热板27的下端和斜置导热板28的下端均为瓦片状；垂直导热板10下端、垂直导热板12的下端、斜置导热板27的下端、斜置导热板28的下端拼接成圆筒；密封保温板3的侧面、太阳能电池4的侧面、集热斜扳5的侧面、密封保温弯板6的侧面、垂直导热板10的上部的侧面(从图3看)均分别与直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26联结(如图3示)，并使密封保温弯板6的斜面、水平面分别离开集热斜扳5、密封保温板3一距离(如图1示)；槽形密封保温扣板13扣结于垂直导热板10的右端面，槽形密封保温扣板13的槽底面即右侧垂直面向左离开垂直导热板10一距离；槽形密封保温扣板13的前后面(从图1看)的下部与垂直保温密封板15的前后面(从图1看)用斜置保温板29和斜置密封保温板30(如图3示)联结密封，斜置保温板29和斜置密封保温板30分别离开斜置导热板27和斜置导热板28一距离，槽形密封保温扣板13的前后面(从图1看)的上部与直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26联结(如图3示)，这样构成所谓的热交换器；传热介质或待加热的流体14的输入管17从槽形密封保温扣板13的下部接入，传热介质或已被加的热流体14的输出管11从槽形密封保温扣板13的上部接出；传热介质8的注泄管23穿透密封保温板3并与之联结；在太阳能电池4和集热斜扳5的顶端联接保温条9；聚光罩7罩住太阳能电池4，聚光罩7的边沿端面与密封保温板3、保温条9、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26的朝阳面联接；涡轮16安装在垂直轴18的头部，垂直轴18与所述圆筒同轴心，涡轮16不接触所述圆筒，轴18用轴承19垂直安装在密封保温板3的孔窝中，主动磁力传动件20安装在轴18的下端，主动磁力传动件20位于密封保温板3的盲孔中并不与密封保温板3接触；从动磁力传动件21安装在发电机22轴的头部且与主动磁力传动件20同轴心隔离密封保温板3垂直对应，发电机22垂直固定于基础。
将传热介质8从注泄管23注入到集热斜扳5、密封保温板3、垂直导热板10、密封保温弯板6、垂直导热板12、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26、斜置导热板27、斜置导热板28所围的空腔；将传热介质或待加热的流体14从输入管17注入到垂直导热板10、垂直导热板12、垂直保温密封板15、槽形密封保温扣板13、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26、斜置导热板27、斜置导热板28、斜置保温板29、斜置密封保温板30、密封保温板3所围的空腔。
聚光罩7将平行的阳光及天空中的漫反射光接近垂直地折射到太阳能电池4发电，而阳光中携带大量热能的红外光能穿过太阳能电池4被集热斜扳5吸收，集热斜扳5加热与它接触的传热介质8；同时，真空管集热器2通过导热板24也加热与导热板24接触的传热介质8。被加热的那部分传热介质8密度减小，沿集热斜扳5和密封保温弯板6形成的通道上升，到顶后从垂直导热板10和垂直导热板12形成的垂直通道下落，将大部分热量传给垂直导热板10、垂直导热板12、斜置导热板27、斜置导热板28后降温；同时较凉的部分传热介质8填充被加热的那部分传热介质8流走腾出的空间，所以传热介质8因不断被加热而沿集热斜扳5、密封保温弯板6、垂直导热板10、垂直导热板12、密封保温板3形成的通道逆时针流动循环，传热介质8下落汇聚冲击涡轮16带动主动磁力传动件20旋转，主动磁力传动件20通过磁力传动从动磁力传动件21，从动磁力传动件21驱动发电机22发电。包围在垂直导热板10、垂直导热板12、斜置导热板27、斜置导热板28周围的传热介质或待加热的流体14，吸收被加热的传热介质8加热的垂直导热板10、垂直导热板12、斜置导热板27、斜置导热板28的热量，传热介质或待加热的流体14被加热后从输出管11输出，然后被直接使用，或被保温储存待用，或被循环从输入管17进入不断被加热升温。
根据实际条件，可不设置真空管集热器2、太阳能电池4、聚光罩7其中任意一件或其中任意两件，或者不设置真空管集热器2、太阳能电池4、聚光罩7。
本实用新型有益的效果：
1、现有的太阳能光发电装置，由于大量的红外光穿过其太阳能电池，因而太阳能电池几乎无法利用约占阳光辐射到太阳能电池总能的43％的红外光；而现有的太阳能集热器无法(主要因反射损失)有效地利用太阳光的部分辐射能。本实用新型将太阳能发电和采集热综合起来，互补缺陷，充分有效地利用太阳能，提高了利用太阳能的效率，相对地降低了成本，提高了性价比。
2、现有的硅晶和砷化镓材料制作的太阳能电池，其光电转换率比光热转换率低，所以太阳能电池发电时会产生大量的热，不但降低了发电效率(硅晶和砷化镓材料随着温度升高，光电转换率较明显的降低)，而且会减少太阳能电池的使用寿命。本实用新型将集热斜扳5置于太阳能电池4的背面，不但能利用红外光的热能，还大量吸收太阳能电池发电时产生的大量的热而使其降温，所以不但能提高太阳能电池的发电效率并延长其寿命。
3、聚光罩7(工业化批量生产比铜板甚至铝板还便宜)将平行的阳光及天空中的漫反射光近似垂直地折射到太阳能电池4发电，提高了太阳能电池4接收太阳能的密度，从而进一步提高了太阳能电池4的发电效率。
4、若根据实际条件，可不设置真空管集热器2、太阳能电池4、聚光罩7，那么这种系统与现有的真空管集热器式太阳能热水器相比，成本低的多、坚固且寿命长、还能发电，所以尽管所述太阳能电热发生系统热效率比真空管集热器的略低一点，但其性价比远高于现有的真空管集热器式太阳能热水器的性价比。
5、目前，太阳能利用主要受太阳能光电池和集热器成本高、发电效率低及太阳能光电池寿命短的限制，本实用新型由于上述优点，很好的地解决了这些问题，实用、易推广。特别是将屋顶设计成所述太阳能电热发生系统，那么所述太阳能电热发生系统既当屋顶又能发电产热，应用前景广阔。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图。
具体实施方式
实施例一：如图1至图3示。在导热板24的底面并列联结若干真空管集热器2，导热板24及真空管集热器2的头部嵌在水平密封保温板3的右部，且使导热板24的上平面与密封保温板3的上平面齐平，真空管集热器2的底部与座1联接，座1的底面、密封保温板3的底面均固定于基础；集热斜扳5的下端与密封保温板3的上平面右部联结，集热斜扳5朝阳仰起合式的角度，然后在集热斜扳5朝阳面涂既有高的太阳吸收比又有低的辐射率的选择性吸收涂层材料；在集热斜扳5朝阳面联结太阳能电池4；密封保温弯板6与垂直导热板12联结组成一截面为近似直角三角形的筒，垂直导热板12的下端为瓦片状；垂直密封保温板15向右离开垂直导热板12一距离，其上下端与密封保温弯板6联结；垂直导热板10向左离开垂直导热板12一距离，其上端、下端分别与集热斜扳5、密封保温板3联结，垂直导热板10的下端为瓦片状；垂直导热板10的前后面(从图1看)的下部与垂直导热板12的前后面(从图1看)用斜置导热板27和斜置导热板28(如图3示)联结密封，斜置导热板27的下端和斜置导热板28的下端均为瓦片状；垂直导热板10下端、垂直导热板12的下端、斜置导热板27的下端、斜置导热板28的下端拼接成圆筒；密封保温板3的侧面、太阳能电池4的侧面、集热斜扳5的侧面、密封保温弯板6的侧面、垂直导热板10的上部的侧面(从图3看)均分别与直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26联结(如图3示)，并使密封保温弯板6的斜面、水平面分别离开集热斜扳5、密封保温板3一距离(如图1示)；槽形密封保温扣板13扣结于垂直导热板10的右端面，槽形密封保温扣板13的槽底面即右侧垂直面向左离开垂直导热板10一距离；槽形密封保温扣板13的前后面(从图1看)的下部与垂直保温密封板15的前后面(从图1看)用斜置保温板29和斜置密封保温板30(如图3示)联结密封，斜置保温板29和斜置密封保温板30分别离开斜置导热板27和斜置导热板28一距离，槽形密封保温扣板13的前后面(从图1看)的上部与直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26联结(如图3示)，这样构成所谓的热交换器；传热介质或待加热的流体14的输入管17从槽形密封保温扣板13的下部接入，传热介质或已被加的热流体14的输出管11从槽形密封保温扣板13的上部接出；传热介质8的注泄管23穿透密封保温板3并与之联结；在太阳能电池4和集热斜扳5的顶端联接保温条9；聚光罩7罩住太阳能电池4，聚光罩7的边沿端面与密封保温板3、保温条9、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26的朝阳面联接；涡轮16安装在垂直轴18的头部，垂直轴18与所述圆筒同轴心，涡轮16不接触所述圆筒，轴18用轴承19垂直安装在密封保温板3的孔窝中，主动磁力传动件20安装在轴18的下端，主动磁力传动件20位于密封保温板3的盲孔中并不与密封保温板3接触；从动磁力传动件21安装在发电机22轴的头部且与主动磁力传动件20同轴心隔离密封保温板3垂直对应，发电机22垂直固定于基础。
将传热介质8从注泄管23注入到集热斜扳5、密封保温板3、垂直导热板10、密封保温弯板6、垂直导热板12、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26、斜置导热板27、斜置导热板28所围的空腔；将传热介质或待加热的流体14从输入管17注入到垂直导热板10、垂直导热板12、垂直保温密封板15、槽形密封保温扣板13、直角三角形密封保温板25、直角三角形密封保温板26、斜置导热板27、斜置导热板28、斜置保温板29、斜置密封保温板30、密封保温板3所围的空腔。
实施例二：根据实际条件，可不设置真空管集热器2、太阳能电池4、聚光罩7其中任意一件或其中任意两件，或者不设置真空管集热器2、太阳能电池4、聚光罩7。

Claims (2)

1.一种太阳能电热发生系统，其特征是：在导热板(24)的底面并列联结若干真空管式集热器(2)，导热板(24)及真空管式集热器(2)的头部嵌在水平密封保温板(3)的右部，且使导热板(24)的上平面与密封保温板(3)的上平面齐平，真空管式集热器(2)的底部与座(1)联接，座(1)的底面、密封保温板(3)的底面均固定于基础；集热斜扳(5)的下端与密封保温板(3)的上平面右部联结，集热斜扳(5)朝阳仰起合式的角度，然后在集热斜扳(5)朝阳面涂既有高的太阳吸收比又有低的辐射率的选择性吸收涂层材料；在集热斜扳(5)朝阳面联结太阳能电池(4)；密封保温弯板(6)与垂直导热板(12)联结组成一截面为近似直角三角形的筒，垂直导热板(12)的下端为瓦片状；垂直密封保温板(15)向右离开垂直导热板(12)一距离，其上下端与密封保温弯板(6)联结；垂直导热板(10)向左离开垂直导热板(12)一距离，其上端、下端分别与集热斜扳(5)、密封保温板(3)联结，垂直导热板(10)的下端为瓦片状；垂直导热板(10)的前后面的下部与垂直导热板(12)的前后面用斜置导热板(27)和斜置导热板(28)联结密封，斜置导热板(27)的下端和斜置导热板(28)的下端均为瓦片状；垂直导热板(10)下端、垂直导热板(12)的下端、斜置导热板(27)的下端、斜置导热板(28)的下端拼接成圆筒；密封保温板(3)的侧面、太阳能电池(4)的侧面、集热斜扳(5)的侧面、密封保温弯板(6)的侧面、垂直导热板(10)的上部的侧面均分别与直角三角形密封保温板(25)、直角三角形密封保温板(26)联结，并使密封保温弯板(6)的斜面、水平面分别离开集热斜扳(5)、密封保温板(3)一距离；槽形密封保温扣板(13)扣结于垂直导热板(10)的右端面，槽形密封保温扣板(13)的槽底面即右侧垂直面向左离开垂直导热板(10)一距离；槽形密封保温扣板(13)的前后面的下部与垂直保温密封板(15)的前后面用斜置保温板(29)和斜置密封保温板(30)联结密封，斜置保温板(29)和斜置密封保温板(30)分别离开斜置导热板(27)和斜置导热板(28)一距离，槽形密封保温扣板(13)的前后面的上部与直角三角形密封保温板(25)、直角三角形密封保温板(26)联结；传热介质或待加热的流体(14)的输入管(17)从槽形密封保温扣板(13)的下部接入，传热介质或已被加的热流体(14)的输出管(11)从槽形密封保温扣板(13)的上部接出；传热介质(8)的注泄管(23)穿透密封保温板(3)并与之联结；在太阳能电池(4)和集热斜扳(5)的顶端联接保温条(9)；聚光罩(7)罩住太阳能电池(4)，聚光罩(7)的边沿端面与密封保温板(3)、保温条(9)、直角三角形密封保温板(25)、直角三角形密封保温板(26)的朝阳面联接；涡轮(16)安装在垂直轴(18)的头部，垂直轴(18)与所述圆筒同轴心，涡轮(16)不接触所述圆筒，轴(18)用轴承(19)垂直安装在密封保温板(3)的孔窝中，主动磁力传动件(20)安装在轴(18)的下端，主动磁力传动件(20)位于密封保温板(3)的盲孔中并不与密封保温板(3)接触；从动磁力传动件(21)安装在发电机(22)轴的头部且与主动磁力传动件(20)同轴心隔离密封保温板(3)垂直对应，发电机(22)垂直固定于基础；
将传热介质(8)从注泄管(23)注入到集热斜扳(5)、密封保温板(3)、垂直导热板(10)、密封保温弯板(6)、垂直导热板(12)、直角三角形密封保温板(25)、直角三角形密封保温板(26)、斜置导热板(27)、斜置导热板(28)所围的空腔；将传热介质或待加热的流体(14)从输入管(17)注入到垂直导热板(10)、垂直导热板(12)、垂直保温密封板(15)、槽形密封保温扣板(13)、直角三角形密封保温板(25)、直角三角形密封保温板(26)、斜置导热板(27)、斜置导热板(28)、斜置保温板(29)、斜置密封保温板(30)、密封保温板(3)所围的空腔。
2.根据权利要求1所述太阳能电热发生系统，其特征是：不设置真空管式集热器(2)、太阳能电池(4)、聚光罩(7)其中任意一件或其中任意两件，或者不设置真空管式集热器(2)、太阳能电池(4)、聚光罩(7)。
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