CN205079486U - 一种可调式自补光太阳能光热水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调式自补光太阳能光热水箱，属于太阳能综合利用领域。本实用新型包括集热发电组件，集热发电组件包括反光机构、上玻璃盖板、背板、太阳能电池片、EVA填充层和集热水箱，集热水箱上侧开口，并在开口处固定背板，背板与上玻璃盖板之间设置有EVA填充层并均布太阳能电池片；在集热水箱下侧设有绝热板，在绝热板与集热水箱之间设有绝热层；所述反光机构主要由上反光镜和下反光镜组成，下反光镜铰接在边框两侧，上反光镜与下反光镜铰接连接，下反光镜与上玻璃盖板间的夹角调整范围为100～145°。本实用新型通过在光伏组件上设置反光机构把更多的光能用于发电、发热，提高了太阳能的利用率和发电、集热效率。

Description

一种可调式自补光太阳能光热水箱

技术领域

本实用新型涉及太阳能综合利用技术领域，更具体地说，涉及一种可调式自补光太阳能光热水箱。

背景技术

太阳能是一种清洁、经济、无污染的能源，随着经济的发展和科学技术的不断进步，太阳能的利用受到人们越来越多的关注。太阳能集热技术也不断发展创新，在国民经济的各个领域中广泛应用，特别在民用领域，太阳灶的应用已经得到人们的认可，给人们的生活带来了实实在在的方便。太阳能的开发利用潜力十分巨大，太阳能热水利用转化率约为60％～85％，太阳能光伏的转换效率6％～18％，太阳能集热器能将光伏和光热有机的结合起来，实现功能的扩充，发挥光热系统高效率和成本优势，克服光伏组件的低效率成本劣势，使之性价比最高。

普通太阳能光伏电池发电的原理是太阳光透过盖板和EVA照射到光伏电池上，光伏电池吸收透过的太阳光能后，不到20％转换出电能，其余转换成热量，被电池组件吸收，最后散失在空气中。而太阳能集热器则可以很好的吸收这部分未被转化的热量，并将吸收的热量对水加温，实现太阳能的综合利用。现有的家用太阳能集热器多是与太阳灶配合使用，以增加光照强度，但是太阳能集热器受热面积有限，集热器内部水管不能充分吸收内部热量，在单位时间内所吸收转化的能量有限，因此，如何提高太阳能集热器对光电、光热的转化效率，对太阳能综合利用技术的发展有重要意义。

经过检索发现，现有技术中已有相关的技术方案公开，例如中国专利申请号：201320450374.4，申请日：2013年7月26日，发明创造名称为：一种太阳能综合利用系统的集热器，该申请案公开的集热器中的光伏发电组件包括铝合金边框、玻璃盖板、EVA填充层、太阳能电池片和背板，温差发电组件位于背板的下方，温差发电组件中的第一传热板与背板的底部之间设置有导热胶层，第一传热板和第二传热板之间铺设有热电芯片，该热电芯片的高温面与第一传热板之间设置有导热胶层，热电芯片的低温面与第二传热板之间也设置有导热胶层；第二传热板下方设置有绝热材料层，该绝热材料层的顶部铺设有集热管道，集热管道与第二传热板的底面相接触。该专利方案在太阳能电池发电、制造热水的同时，利用电池背板与集热管道之间的温差发电，但集热管道受热量小，加热效率低，还需进一步改进。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中依靠光伏组件自身难以有效捕获光能的不足，提供了一种可调式自补光太阳能光热水箱，通过在光伏组件上设置反光机构把更多的光能用于发电、发热，提高了太阳能的利用率和发电、集热效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种可调式自补光太阳能光热水箱，包括集热发电组件，所述的集热发电组件包括反光机构、上玻璃盖板、背板、太阳能电池片、EVA填充层和集热水箱，所述集热水箱上侧开口，并在开口处固定背板，所述背板与上玻璃盖板之间设置有EVA填充层，所述太阳能电池片均布在EVA填充层中；在集热水箱下侧设有绝热板，在绝热板与集热水箱之间设有绝热层；所述上玻璃盖板、背板、集热水箱和绝热板通过边框层压固定；所述反光机构主要由上反光镜和下反光镜组成，下反光镜铰接在边框两侧，上反光镜与下反光镜铰接连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的下反光镜与上玻璃盖板间的夹角调整范围为100～145°。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的集热水箱的进水端设有上水位传感器，并在进水端输水管上设置有进水电磁阀；集热水箱下端设有温度兼下水位传感器，并在集热水箱的排水输出管上设置排水电磁阀。

作为本实用新型更进一步的改进，所述排水电磁阀、进水电磁阀、温度兼下水位传感器和上水位传感器均与集热发电组件中的控制装置电连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述绝热板外表面贴有反光膜。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种可调式自补光太阳能光热水箱，在边框上设置反光机构，包括可调节倾斜角度的上反光镜和下反光镜，下反光镜与上玻璃盖板上表面的夹角为100～145°，使一部分光源被反射到上玻璃盖板上，从而使光伏组件获得更多的光能，提高了太阳能的利用率和发电、集热效率；

(2)本实用新型的一种可调式自补光太阳能光热水箱，在集热水箱的进水端设有上水位传感器和进水电磁阀，在集热水箱的排水端设有温度兼下水位传感器和排水电磁阀，将进水端与自来水供水系统相连，使其能够根据设定温度自行工作，无需水泵供水，自动化程度高；

(3)本实用新型的一种可调式自补光太阳能光热水箱，在集热水箱的下部设置有绝热板，并在集热水箱与绝热板之间设置绝热层，保温效果好，防止热量外泄。

附图说明

图1为本实用新型的可调式自补光太阳能光热水箱的侧视结构示意图；

图2为本实用新型的可调式自补光太阳能光热水箱的内部结构示意图。

示意图中的标号说明：1-1、排水电磁阀；1-2、进水电磁阀；2、集热发电组件；2-1、上反光镜；2-2、下反光镜；2-3、上玻璃盖板；2-4、背板；2-5、太阳能电池片；2-6、EVA填充层；2-7、绝热板；2-8、绝热层；2-9、集热水箱；2-10、边框；3-1、温度兼下水位传感器；3-2、上水位传感器。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1和图2，本实施例的一种可调式自补光太阳能光热水箱，包括集热发电组件2，该集热发电组件2包括反光机构、上玻璃盖板2-3、背板2-4、太阳能电池片2-5、EVA填充层2-6和集热水箱2-9，所述集热水箱2-9为矩形结构，其上侧开口，并在开口处固定背板2-4，所述背板2-4与上玻璃盖板2-3之间设置有EVA填充层2-6，太阳能电池片2-5均布在EVA填充层2-6中，串联后与外部的蓄电池相连，用于存储电能；集热水箱2-9用于吸收热能，利用光热来加热箱内水源，在发电的同时产生热水。为了防止箱内热量散失，在集热水箱2-9下侧设有绝热板2-7，在绝热板2-7与集热水箱2-9之间设有绝热层2-8，起到保温效果。上述的上玻璃盖板2-3、背板2-4、集热水箱2-9和绝热板2-7通过边框2-10层压固定，形成一个整体结构。

由于利用集热发电组件2自身所能收集的光能有限，发电、集热效率较低，因此，本实施例设置有反光机构，该反光机构主要由上反光镜2-1和下反光镜2-2组成，下反光镜2-2铰接在边框2-10两侧，下反光镜2-2与上玻璃盖板2-3间的夹角调整范围为100～145°，上反光镜2-1与下反光镜2-2铰接连接。当下反光镜2-2与上玻璃盖板2-3间的夹角小于100°时，所能反射光线有限，甚至无法达到反光作用；当夹角在100～135°之间时，可以直接用上反光镜2-1与下反光镜2-2同时把光照反射到上玻璃盖板2-3上；当夹角在135～145°之间时，虽然下反光镜2-2能够反射较多光线，但所反射的光线无法照射到上玻璃盖板2-3上，此时可以调整上反光镜2-1，使其把下反光镜2-2反射的光线经二次反射照射在上玻璃盖板2-3上，由于二次反射光线与上玻璃盖板2-3间的夹角更接近垂直入射，光照效果更好，所能获得光能更多。

本实施例中的集热水箱2-9的进水端设有上水位传感器3-2，并在进水端输水管上设置有进水电磁阀1-2；集热水箱2-9下端设有温度兼下水位传感器3-1，并在集热水箱2-9的排水输出管上设置排水电磁阀1-1。所设置的排水电磁阀1-1、进水电磁阀1-2、温度兼下水位传感器3-1和上水位传感器3-2均与集热发电组件2中的控制装置电连接，使用时可自行对冷水和热水进行更换，自动化程度高。

实施例2

本实施例的一种可调式自补光太阳能光热水箱，其基本结构与实施例1相同。其不同之处在于：所设置绝热板2-7外表面贴有反光膜，反光膜有助于保护底部的保温材质不被光直射，避免与空气直接接触，起到防止外部侵蚀的作用。

具体使用时，把本实施例的水箱放到楼顶，调整好反光机构，控制装置控制进水电磁阀1-2打开，集热水箱2-9开始进水，当集热水箱2-9内水位达到设定位置时，上水位传感器3-2将水满信号传递给控制装置，控制装置调整进水电磁阀1-2关闭，开始利用太阳能集热、发电；工作一段时间后，集热水箱2-9内水温升高，利用温度兼下水位传感器3-1进行温度检测判断，当水温达到要求后，温度兼下水位传感器3-1将该信号传递到控制装置，则控制装置驱动排水电磁阀1-1打开，开始排出热水；当温度兼下水位传感器3-1检测到热水被排完时，信号被传递到控制装置，则控制装置驱动排水电磁阀1-1关闭，然后打开进水电磁阀1-2，进行下一次的进水与加热，整个过程高效简单，热量损失少。

本实施例的一种可调式自补光太阳能光热水箱，以简单的结构进行光伏发电和光能制热工作，使太阳能在生活中得到有效利用，增加了太阳能利用率，提高了集热发电效率，简化了集热发电组件的结构，降低了生产成本，便于推广使用。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种可调式自补光太阳能光热水箱，包括集热发电组件(2)，其特征在于：所述的集热发电组件(2)包括反光机构、上玻璃盖板(2-3)、背板(2-4)、太阳能电池片(2-5)、EVA填充层(2-6)和集热水箱(2-9)，所述集热水箱(2-9)上侧开口，并在开口处固定背板(2-4)，所述背板(2-4)与上玻璃盖板(2-3)之间设置有EVA填充层(2-6)，所述太阳能电池片(2-5)均布在EVA填充层(2-6)中；在集热水箱(2-9)下侧设有绝热板(2-7)，在绝热板(2-7)与集热水箱(2-9)之间设有绝热层(2-8)；所述上玻璃盖板(2-3)、背板(2-4)、集热水箱(2-9)和绝热板(2-7)通过边框(2-10)层压固定；

所述反光机构主要由上反光镜(2-1)和下反光镜(2-2)组成，下反光镜(2-2)铰接在边框(2-10)两侧，上反光镜(2-1)与下反光镜(2-2)铰接连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调式自补光太阳能光热水箱，其特征在于：所述的下反光镜(2-2)与上玻璃盖板(2-3)间的夹角调整范围为100～145°。

3.根据权利要求1或2所述的一种可调式自补光太阳能光热水箱，其特征在于：所述的集热水箱(2-9)的进水端设有上水位传感器(3-2)，并在进水端输水管上设置有进水电磁阀(1-2)；集热水箱(2-9)下端设有温度兼下水位传感器(3-1)，并在集热水箱(2-9)的排水输出管上设置排水电磁阀(1-1)。

4.根据权利要求3所述的一种可调式自补光太阳能光热水箱，其特征在于：所述排水电磁阀(1-1)、进水电磁阀(1-2)、温度兼下水位传感器(3-1)和上水位传感器(3-2)均与集热发电组件(2)中的控制装置电连接。

5.根据权利要求4所述的一种可调式自补光太阳能光热水箱，其特征在于：所述绝热板(2-7)外表面贴有反光膜。