CN202973593U - 可以发电的超导平板太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

一种可以发电的超导平板太阳能集热器，由超导平板太阳能集热器主体和发电薄膜电池组成，其特征是超导平板太阳能集热器为管板式结构，它由金属材料吸热板、若干集热排管、上联集管、下联集管、超导材料、边框、保温层、玻璃盖板组成，在玻璃盖板上面阳光照射面淀积一层非晶硅化合物发电薄膜电池。在用户有限的太阳能辐照面积下，该太阳能集热器可同时获得太阳能热水和相应面积下的太阳能电能，其结构简单、制造简单、安装简单，可靠度高，发电和制热水效率高，适于太阳能照明、太阳能热水与太阳能建筑一体化设计，是国际太阳能光热光伏市场发展的新亮点。

Description

可以发电的超导平板太阳能集热器
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器集热器，具体讲是一种可以发电的超导平板太阳能集热器。 
背景技术
随着世界性能源危机加剧和环境污染压力增加，各国都在寻求解决能源危机和保护环境的办法。太阳能作为地球上最直接，最普遍，最清洁的可再生能源，在国内外的应用中越来越得到重视，特别是用太阳能制取热水和发电，国内外一致看好。但是现在使用的的太阳能功能单一，太阳能热水器只能产生热水，光伏太阳能只能发电。目前广大城市和农村的家户，能够使用的有效的太阳能辐射面积一般在3～4M2，若要同时得倒热水和太阳能电能，可满足要求的太阳能辐射面积是远远不够的。为了能在有限的太阳能辐射面积下，既能得到太阳能热水，又能获得相应面积下的太阳能电能，特发明可以发电的超导平板太阳能集热器。 
发明内容
可以发电的超导平板太阳能集热器，由超导平板太阳能集热器主体和发电薄膜电池组成，其特征是超导平板太阳能集热器主体为管板式结构，它由金属材料吸热板、若干集热排管、上联集管、下联集管、超导材料、边框、保温层、玻璃盖板组成。若干集热排管与上联集管和下联集管垂直焊接在一起，且相互连通，上联集管和下联集管 右端为盲口，左端与超导太阳能热水器水箱的热交换器连接，超导材料装在下联集管和若干集热排管的下端，吸热板焊接在若干集热排管上，吸热板下边和周边为保温层。在玻璃盖板上面淀积一层发电薄膜电池，发电薄膜电池是一种以等离子增强型化学气相(PECVD)法将非晶硅化合物淀积在玻璃盖板上的可以发电的太阳能电池薄膜。当太阳辐射光照射到玻璃盖板发电薄膜电池上时，发电薄膜电池吸收光能产生光生电子-空穴对，在发电薄膜电池内建电场的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P侧，电子漂移到N侧，形成光生电动势，外电路接通时，产生电流。太阳辐射光照射到玻璃盖板发电薄膜电池上发电的同时，太阳辐射光透过玻璃盖板照射到超导平板太阳能集热器主体的吸热板上，光能转换成红外热能，红外热能通过若干集热排管将热量传导给超导材料使其受热相变汽化，将潜热通过上联集管传导给太阳能热水器水箱的热交换器，将水箱中的水加热。 
所述的淀积在玻璃盖板上的太阳能发电薄膜电池是非晶硅基薄膜太阳能电池。 
所述的淀积在玻璃盖板上的太阳能发电薄膜电池为可透光薄膜，厚度为0.8～1μm，发电薄膜电池面积与玻璃盖板面积相等。 
所述的淀积在玻璃盖板上的太阳能发电薄膜电池淀积为p型、i型、n型三层a-Si，且蒸镀有正负金属电极各一个，太阳光从玻璃盖板面入射，发电薄膜电池的电流从正负金属电极引出。 
因为超导平板太阳能集热器主体的集热效率比真空玻璃管太阳 能和普通平板太阳能高得多，非晶硅(a-Si)基薄膜太阳能电池是在玻璃盖板衬底上沉积的透明导电发电薄膜(TCO)，发电薄膜电池的膜厚度不到1μm，太阳光从玻璃面直接入射，所以在发电的同时对热水的获得影响很小。 
所述的超导平板太阳能集热器主体的若干集热排管形状可以是圆管、或者椭圆管、或者方管，其材质为金属材料铜管、铝管或钢管。 
所述的超导平板太阳能集热器主体的吸热板是与若干集热排管焊接在一起、涂有XST深色选择性涂层或氧化钛深色选择性涂层的金属板。 
所述的超导平板太阳能集热器主体吸热板下边和周边为平铺状储热纤维保温层，它可以将太阳能和红外线转变为热能储存于纤维中，而且绝热保温性能优良。 
所述的装在下联集管和若干集热排管下端的超导材料的形态为液态、或者固态、或者气态、或者是液固气混合态复合物质，受热、见光可震荡相变传热。 
可以发电的超导平板太阳能集热器在用户有限的太阳能辐射面积下，既可获得太阳能热水，又能获得相应面积下的太阳能电能，其结构简单、制造简单、安装简单，可靠度高，抗严冻，耐暴晒，发电和制取热水效率高。另外由于非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内，在实际使用中对低光强光有较好的适应性，用于太阳能照明光源、太阳能热水与太阳能建筑一体化设计，将成为国际光热光伏市场发展的新趋势和新热点。 
附图说明
图1、图2是本发明的结构原理示意图，图2是图1的俯视图。 
图1、图2中，1、超导平板太阳能集热器主体2、发电薄膜电池3、吸热板4、若干集热排管5、上联集管6、下联集管7、超导材料8、边框9、保温层10、玻璃盖板 
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步说明： 
一种可以发电的超导平板太阳能集热器，由超导平板太阳能集热器主体1和发电薄膜电池2组成，其特征是超导平板太阳能集热器主体1为管板式结构，它由金属材料吸热板3、若干集热排管4、上联集管5、下联集管6、超导材料7、边框8、保温层9、玻璃盖板10组成。若干集热排管4与上联集管5和下联集管6垂直焊接在一起，且相互连通，上联集管5和下联集管6右端为盲口，左端与超导太阳能热水器水箱的热交换器连接，超导材料7装在下联集6管和若干集热排管4的下端，吸热板3焊接在若干集热排管4上，吸热板3下边和周边为保温层9。在玻璃盖板10上面淀积一层发电薄膜电池2，发电薄膜电池2是一种以等离子增强型化学气相(PECVD)法将非晶硅化合物淀积在玻璃盖板10上的可以发电的太阳能电池薄膜。当太阳辐射光照射到玻璃盖板10的发电薄膜电池2上时，发电薄膜电池2吸收光能产生光生电子-空穴对，在发电薄膜电池2内建电场的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P侧，电子漂移到N侧，形成光生电动势，外电路接通时，产生电流。太阳辐射光照射到玻璃盖板10的发电薄膜电池2上发电的同时，太阳辐射光透过玻璃盖板10照射到超导平板太阳能集热器主体的吸热板3上，光能转换成红外热能，红外热能通过若干集热排管4将热量传导给超导材 料7使其受热相变汽化，将潜热通过上联集管5传导给太阳能热水器水箱的热交换器，将水箱中的水加热。 
所述的淀积在玻璃盖板10上的太阳能发电薄膜电池2是非晶硅基薄膜太阳能电池。 
所述的淀积在玻璃盖板10上的太阳能发电薄膜电池2为可透光薄膜，厚度为0.8～1μm，发电薄膜电池2的面积与玻璃盖板10面积相等。 
所述的淀积在玻璃盖板10上的太阳能发电薄膜电池2淀积为p型、i型、n型三层a-Si，且蒸镀有正负金属电极各一个，太阳光从玻璃面入射，发电薄膜电池2的电流从正负金属电极引出。 
因为超导平板太阳能集热器主体1的集热效率比真空玻璃管太阳能和普通平板太阳能高得多，非晶硅(a-Si)基薄膜太阳能电池是在玻璃盖板10衬底上沉积的透明导电发电薄膜(TCO)，发电薄膜电池的膜厚度不到1μm，太阳光从玻璃面直接入射，所以在发电的同时对热水的获得影响很小。 
所述的超导平板太阳能集热器主体1的若干集热排管4形状可以是圆管、或者椭圆管、或者方管，其材质为金属材料铜管、铝管或钢管。 
所述的超导平板太阳能集热器主体1的吸热板3是与若干集热排管4焊接在一起、涂有XST深色选择性涂层或氧化钛深色选择性涂层的金属板。 
所述的超导平板太阳能集热器主体1的吸热板3下边和周边为平铺状储热纤维保温层8，它可以将太阳能和红外线转变为热能储 存于纤维中，而且绝热保温性能优良。 
所述的装在下联集管6和若干集热排管4下端的超导材料7的形态为液态、或者固态、或者气态、或者是液固气混合态复合物质，受热、见光可震荡相变传热。 

Claims (8)

1.一种可以发电的超导平板太阳能集热器，由超导平板太阳能集热器主体(1)和发电薄膜电池(2)组成，其特征是超导平板太阳能集热器主体(1)为管板式结构，它由金属材料吸热板(3)、若干集热排管(4)、上联集管(5)、下联集管(6)、超导材料(7)、边框(8)、保温层(9)、玻璃盖板(10)组成，若干集热排管(4)与上联集管(5)和下联集管(6)垂直焊接在一起，且相互连通，上联集管(5)和下联集管(6)右端为盲口，左端与超导太阳能热水器水箱的热交换器连接，超导材料(7)装在下联集(6)管和若干集热排管(4)的下端，吸热板(3)焊接在若干集热排管(4)上，吸热板(3)下边和周边为保温层(9)；在玻璃盖板(10)上面淀积一层发电薄膜电池(2)。 
2.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的淀积在玻璃盖板(10)上的太阳能发电薄膜电池(2)是一种以等离子增强型化学气相法将非晶硅化合物淀积在玻璃盖板(10)上的可以发电的太阳能发电薄膜电池。 
3.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的淀积在玻璃盖板(10)上的太阳能发电薄膜电池(2)为透光薄膜，厚度为0.8～1μm，发电薄膜电池(2)的面积与玻璃盖板(10)面积相等。 
4.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的淀积在玻璃盖板(10)上的太阳能发电薄膜电池(2) 淀积成p型、i型、n型三层，且蒸镀有正负金属电极各一个，太阳光从玻璃面入射，发电薄膜电池(2)的电流从正负金属电极引出。 
5.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的超导平板太阳能集热器主体(1)的若干集热排管(4)形状是金属圆管、或者金属椭圆管、或者金属方管。 
6.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的超导平板太阳能集热器主体(1)的吸热板(3)是与若干集热排管(4)焊接在一起、涂有深色选择性涂层的金属板。 
7.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的超导平板太阳能集热器主体(1)的吸热板(3)下边和周边为平铺状储热纤维保温层(8)。 
8.根据权利要求1所述的可以发电的超导平板太阳能集热器，其特征是所述的装在下联集管(6)和若干集热排管(4)下端的超导材料(7)的形态为液态、或者固态、或者液固气混合态复合相变物质。 
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