CN201697352U - 新太阳能电热发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型在水平导热板一端上面联结集热板,此集热板朝阳仰起成斜集热板,在集热板的朝阳面联结太阳能电池,在太阳能电池上罩聚光罩;在水平导热板的另一端及集热板的顶端垂直侧面联结垂直密封保温板,水平导热板、集热板、垂直密封保温板围成一集热室;在垂直密封保温板的上部、下部分别设置单向流通门,单向流通门外接流体保温箱,聚光罩聚集阳光使太阳能电池发电,红外光穿透太阳能电池使集热室中的流体受热打开上单向流通门进入保温箱,而保温箱中的流体打开下单向流通门进入集热室,此过程循环,流体被不断加热;无阳光或环境变冷时,单向流通门因集热室和保温箱中的流体产生压力差而关闭,从而使保温箱中热流体保温。本实用新型性价比高。

Description

新太阳能电热发生器
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用技术,特别是一种新太阳能电热发生器。
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。现有的真空管集热器式太阳能热水器,基本结构是在并列的真空管集热器的导热端联结保温水箱,这种热水器主要因其真空管集热器结构及工艺复杂而成本高。现有的太阳能装置几乎没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新太阳能电热发生器,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。
本实用新型通过下述技术方案实现。
所述新太阳能电热发生器构成:如图1至图4示。在水平导热板10的右端上面联结朝阳仰起的集热器7,集热器7为集热件7-1,集热件7-1的垂向中截面(如图1示)的长边斜置,集热件7-1的任一水平截面(如图3示)似一块水平板和间隔的两块立板拼成;集热器7或者为集热件7-2,集热件7-2为空心圆锥体的一部分,在集热器7的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(已有大批量生产);然后在集热器7的朝阳面联结太阳能电池6,太阳能电池6为平板件6-1或为部分圆锥壳形件6-2;在水平导热板10的左端、集热器7的顶端垂直侧面、在太阳能电池6的顶端垂直侧面联结垂直密封保温板4,水平导热板10、集热器7、垂直密封保温板4围成一锥尖朝上的锥形集热室;在水平导热板10的下端面包保温板8;待加热流体输入管9从下向上穿透所述保温板8和水平导热板10并与水平导热板10联结;在垂直密封保温板4的上部、下部分别设置单向流通阀门3和单向流通阀门11,单向流通阀门3靠近所述锥形集热室的顶端;单向流通阀门3和单向流通阀门11外接流体保温箱;所述流体保温箱为其一面直接与垂直密封保温板4的右端面联结的保温箱1(如图1示),左保温板13和右保温板14的垂直边均与垂直密封保温板4的下端面(如图3或图4示)联结,左保温板13和右保温板14的水平直边均与保温板8的上平面联结;水平导热板10的侧面、集热器7的侧面、太阳能电池6的侧面均与左保温板13的内侧面和右保温板14的内侧面联结;在太阳能电池6外罩聚光罩5,聚光罩5为甲种曲面件5-1或为乙种曲面件5-2,聚光罩5的斜上端面与垂直密封保温板4的上端、保温板8的右侧斜面、左保温板13的斜面、右保温板14的斜面联结;所述流体保温箱或者为用分别联接在单向流通阀门3、单向流通阀门11的上管19、下管20联通的保温箱21(如图5示);待加热流体由流体输入管9进入注满所述集热室和所述保温箱;单向流通阀门3只允许所述集热室中被加热的流体向左(如图1示)流入所述保温箱,单向流通阀门11只允许所述保温箱中的流体向右流入所述集热室;在所述保温箱下部联结流体输出管2;对一号空腔15、二号空腔16、三号空腔17、四号空腔18抽真空或不抽真空;所述新太阳能电热发生器固定于建筑基础或壁面。
聚光罩5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6发电,而阳光中携带大量热能的红外光能穿过太阳能电池6被集热扳7吸收,集热扳7加热与它接触的流体;同时集热扳7将吸收的部分热量传导给水平导热板10,水平导热板10从底部加热与它接触的流体。被加热的流体密度减小而上升到所述集热室的顶端,而集热室较冷的流体在所述保温箱中较冷的流体压力作用下(单向流通阀门11被打开)填充被加热的流体上升后腾出的空间,那么上升到所述集热室的顶端的已加热流体冲开单向流通阀门3进入到所述保温箱,此过程度不断循环,流体被连续加热升温。要用热流体时,从输出管2引出。凉的流体由流体输入管9进入,注满所述集热室和所述保温箱。无阳光或所述新太阳能电热发生器所处环境变冷时,因保温箱中的热流体密度小,而集热室中的流体变冷密度变大,集热室中的冷流体会与保温箱中的热流体产生差值压力,此差值压力沿顺时针方向(从图1看)关闭单向流通阀门11和单向流通阀门3使保温箱中的热流体保温。
若所述集热室和所述保温箱的流体为水,在严寒无阳光时,应及时放掉,防止冻坏所述新太阳能电热发生器。
根据实际条件,可不设置太阳能电池6、聚光罩5其中任意一件,或者不设置太阳能电池6、聚光罩5。
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40%多的红外光;而现有的太阳能集热器无法有效(主要因反射损失)地利用太阳光的部分辐射能。本实用新型将太阳能光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,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。本实用新型将集热板置于太阳能电池的背面,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还延长其寿命。
3、聚光罩5(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6发电,提高了太阳能电池6接收太阳能的密度,从而进一步提高了太阳能电池6的发电效率。
4、本实用新型把集热室和保温箱分开设置,并根据流体的密度随温度变化而变化的原理设置单向流通阀门,控制流体被循环加热流入保温箱保温。由于所述新太阳能电热发生器、不用贵的真空管集热器、工艺简便,因而成本低;本实用新型还可不设置太阳能电池,仅作太阳能加热器,那么这种太阳能加热器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,所以尽管所述新太阳能电热发生器的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新太阳能电热发生器,那么所述新太阳能电热发生器既当屋顶又能发电产热,本实用新型还能安装于建筑的墙壁或阳台,所以应用前景广阔。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1的右视图;
图3是本实用新型的集热箱为一种结构时图2的A-A剖视图;
图4是本实用新型的集热箱为另一种结构时图2的A-A剖视图;
图5为本实用新型的另一种结构示意图。
具体实施方式
实施例一:所述新太阳能电热发生器构成:如图1至图4示。在水平导热板10的右端上面联结朝阳仰起的集热器7,集热器7为集热件7-1,集热件7-1的垂向中截面(如图1示)的长边斜置,集热件7-1的任一水平截面(如图3示)似一块水平板和间隔的两块立板拼成;集热器7或者为集热件7-2,集热件7-2为空心圆锥体的一部分,在集热器7的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(已有大批量生产);然后在集热器7的朝阳面联结太阳能电池6,太阳能电池6为平板件6-1或为部分圆锥壳形件6-2;在水平导热板10的左端、集热器7的顶端垂直侧面、在太阳能电池6的顶端垂直侧面联结垂直密封保温板4,水平导热板10、集热器7、垂直密封保温板4围成一锥尖朝上的锥形集热室;在水平导热板10的下端面包保温板8;待加热流体输入管9从下向上穿透所述保温板8和水平导热板10并与水平导热板10联结;在垂直密封保温板4的上部、下部分别设置单向流通阀门3和单向流通阀门11,单向流通阀门3靠近所述锥形集热室的顶端;单向流通阀门3和单向流通阀门11外接流体保温箱;所述流体保温箱为其一面直接与垂直密封保温板4的右端面联结的保温箱1(如图1示),左保温板13和右保温板14的垂直边均与垂直密封保温板4的下端面(如图3或图4示)联结,左保温板13和右保温板14的水平直边均与保温板8的上平面联结;水平导热板10的侧面、集热器7的侧面、太阳能电池6的侧面均与左保温板13的内侧面和右保温板14的内侧面联结;在太阳能电池6外罩聚光罩5,聚光罩5为甲种曲面件5-1或为乙种曲面件5-2,聚光罩5的斜上端面与垂直密封保温板4的上端、保温板8的右侧斜面、左保温板13的斜面、右保温板14的斜面联结;所述流体保温箱或者为用分别联接在单向流通阀门3、单向流通阀门11的上管19、下管20联通的保温箱21(如图5示);待加热流体由流体输入管9进入注满所述集热室和所述保温箱;单向流通阀门3只允许所述集热室中被加热的流体向左(如图1示)流入所述保温箱,单向流通阀门11只允许所述保温箱中的流体向右流入所述集热室;在所述保温箱下部联结流体输出管2;对一号空腔15、二号空腔16、三号空腔17、四号空腔18抽真空或不抽真空;所述新太阳能电热发生器固定于建筑基础或壁面。
实施例二:根据实际情况和条件,可不设置太阳能电池6、聚光罩5其中任意一件,或者不设置太阳能电池6、聚光罩5。

Claims (2)

1.新太阳能电热发生器,其特征是:所述新太阳能电热发生器构成:在水平导热板(10)的右端上面联结朝阳仰起的集热器(7),集热器(7)为集热件(7-1),集热件(7-1)的垂向中截面的长边斜置,集热件(7-1)的任一水平截面为一块水平板和间隔的两块立板拼成;集热器(7)或者为集热件(7-2),集热件(7-2)为空心圆锥体的一部分,在集热器(7)的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;然后在集热器(7)的朝阳面联结太阳能电池(6),太阳能电池(6)为平板件(6-1)或为部分圆锥壳形件(6-2);在水平导热板(10)的左端、集热器(7)的顶端垂直侧面、在太阳能电池(6)的顶端垂直侧面联结垂直密封保温板(4),水平导热板(10)、集热器(7)、垂直密封保温板(4)围成一锥尖朝上的锥形集热室;在水平导热板(10)的下端面包保温板(8);待加热流体输入管(9)从下向上穿透所述保温板(8)和水平导热板(10)并与水平导热板(10)联结;在垂直密封保温板(4)的上部、下部分别设置单向流通阀门(3)和单向流通阀门(11),单向流通阀门(3)靠近所述锥形集热室的顶端;单向流通阀门(3)和单向流通阀门(11)外接流体保温箱;所述流体保温箱为其一面直接与垂直密封保温板(4)的右端面联结的保温箱(1),左保温板(13)和右保温板(14)的垂直边均与垂直密封保温板(4)的下端面联结,左保温板(13)和右保温板(14)的水平直边均与保温板(8)的上平面联结;水平导热板(10)的侧面、集热器(7)的侧面、太阳能电池(6)的侧面均与左保温板(13)的内侧面和右保温板(14)的内侧面联结;在太阳能电池(6)外罩聚光罩(5),聚光罩(5)为甲种曲面件(5-1)或为乙种曲面件(5-2),聚光罩(5)的斜上端面与垂直密封保温板(4)的上端、保温板(8)的右侧斜面、左保温板(13)的斜面、右保温板(14)的斜面联结;所述流体保温箱或者为用分别联接在单向流通阀门(3)、单向流通阀门(11)的上管(19)、 下管(20)联通的保温箱(21);单向流通阀门(3)只允许所述集热室中被加热的流体向左流入所述保温箱,单向流通阀门(11)只允许所述保温箱中的流体向右流入所述集热室;在所述保温箱下部联结流体输出管(2);对一号空腔(15)、二号空腔(16)、三号空腔(17)、四号空腔(18)抽真空或不抽真空;所述新太阳能电热发生器固定于建筑基础或壁面。
2.根据权利要求1所述新太阳能电热发生器,其特征是:不设置太阳能电池(6)、聚光罩(5)其中任意一件,或者不设置太阳能电池(6)、聚光罩(5)。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102840687A (zh) * 2012-07-21 2012-12-26 大连理工大学 复合曲面容积式太阳能集热器
CN104236126A (zh) * 2014-09-14 2014-12-24 季正红 一种高温太阳能热水器

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