WO2011134130A1 - 太阳能发电机 - Google Patents

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Description

太阳能发电机 技术领域
本发明主要涉及易经八卖卜形的太阳能 8. 8倍的光伏发电、 30-50倍制热机、 多阳的八卦形制热机的斯特林外燃光热发电机及特大型的太阳能风光互补发电 机的关键技术。 背景技术
目前光伏发电机存在硅电池成本高昂及全自动对日跟踪机构寿命短跟踪不 可靠特别是万瓦以上的光伏发电机。
当前太阳能热水机大多作为生活热水之用, 用八卦形产生高热的太阳能热 水机很可贵。 作为工业热水或住宅大厦屋顶的高倍发热系统, 希望能解决集团、 大厦的供热之需。 其中高倍的八卦形制热机应用在斯特林外燃光热发电机上是 前途无量的一款独立发电机种。
人类一直企望将每日阳光给地球的光热采集、 保存、 应用, 本发明的高倍 蓄热, 企望能为人类作取暖之用。 八卦形太阳能多倍发电、 高倍制热、 光热发 电、 风光互补发电的机种, 采用易经八卦的原理, 可实现将太阳光热储存在地 下的目的, 上述的各款独立机种的生产应用将开辟更广泛的太阳能应用范围。 发明内容
由中国古老易经太极原理所启发设计的太阳能四款应用机种, 其技术要点 是需将多阳机、 追日机、 无啮合齿轮式对日跟踪装置、 弯曲三重锤、 独立单机 的支架设计成功, 就能解决这些机种的技术难关。 四种机型的关键技术就是上 述要点技术所共有发明, 其中八卦形制热机的斯特林外燃光热发电机在八卦形 的多阳机和追日机结合应用意义深远。
有关中国古老易经八卦原理有一句话是: "无极生太极, 太极生八卦", 这 个八卦是用方位描述天体运动规律的, 将这个规律运用到太阳能能量的应用上, 就获得了上述的发明。 为实现上述目的, 本发明技术方案为:
1、 追日的齿轮箱易损坏问题: 大型光伏发电装置需要正对太阳光照, 因此 需跟踪太阳运动轨迹,尤其在启动和停止瞬间, 所需的驱动力是旋转过程的 100 倍, 齿轮箱往往在这一瞬间损坏, 同时或因天气的变化阵风疾风的不确定性, 要保证变速箱结构的耐用是技术难题, 本发明的追日无啮合齿轮滑动结构就解 决了这一难题, 特别 2万瓦以上的独立单机能够成功, 这种可靠的独立单机, 给今后的电动汽车的充电创造了条件。
2、 八卦形支架的对日跟踪不是简单的一个环形结构, 太阳东升西落要有重 点的采集阳光, 才能控制阳光, 中国易经的乾、 兌、 离、 震、 巽、 坎、 艮、 坤 方位设置的八卦形平面反射玻璃镜组, 对采集的阳光可计算、 可控制, 这个设 计不需要异形的光学玻璃, 支架也就是最普通的三角支架, 证明制作机型是低 成本的。
3、 这种八卦形的机型不是纯园形的环绕, 它也有分东、 西、 南、 北, 其余 可漏风以减轻重量且平面玻璃镜可以穿衣覆盖, 在不同的纬度阳光照度不同, 可将玻璃镜覆盖控制, 作为光热发电的独立单机可生产不同瓦数的机种, 适合 别墅、 大厦等应用。
4、 本发明机种的弯曲三重锤不是一般的平衡重锤, 它的位置与角度决定了 跟踪技术的失败与成功。 5、 多阳机指的是这台机器可有多个太阳, 因为其结构是将阳光反射到悬空 倒挂的硅太阳电池上, 硅电池由阳变阴能让多个平面玻璃镜反射阳光, 让多个 阳光叠加在电池板上, 就等于多了太阳能量, 也就等于多个太阳, 多阳机假设 天上有相当于九个太阳的能量。
硅电池光伏发电需保持 65°C以下的温度, 我们用水冷的方法, 成功解决了 硅电池多倍发电中产生髙热的技术难题, 冷却水尚可作生活用水之用。
6、多阳机现有多倍发电效果,随着电池材料种类的改变和发电效率的提高, 将有更大的经济价值, 多阳机在制热储存应用取暖将减排显著。
7、 八卦形的支架所安装的平面玻璃镜它的角度对采集的阳光的能量包括它 对太阳光余弦的损失是可计算、 可控制的, 制作一种光伏发电机, 其数据非常 重要, 光伏发电机用在赤道或用在南北半球, 需要遮蔽镜面来控制能量。
8、 八卦形制热机加斯特林发动机的光热发电机, 其优点是: 可以制作不同 规格的独立单机的光热发电机, 从太阳收集的阳光储存在发热机的下方或地底 下, 良好的保温储存技术简单、 成本不高, 如机油 300°C传热给水管轻而易举, 可以给大厦作生活用水或作取暖之用, 热油直接或间接给斯特林发动机供外热 发电, 可以在地平面上操作, 意义深远。
9、 以上论述的各种机型仅限制在机械结构, 拟作为全自动的独立单机的设 备尚需配置电气控制元件, 本专利不作论述。 上述技术方案的有益之处在于:
1) 本发明风光分离钳压式传动的风光互补太阳能光伏发电机中所谓的钳压式 的传动机构是指环形运动导轨用带有重型弹簧的压轮在其上下形成一既压 又转动的运动方式; 此结构适用在特大型的风力发电机或风光互补太阳能光 伏发电机上; 风光互补的发电机其支架都是座落在同一个水泥座上, SP, 风 力发电支架在中间, 硅太阳电池支架在边沿, 两者机体不相牵连达到分离式 风光互补发电的目的; 纬度的运转靠钳压式的传动机构、 经度的运转靠蜗轮 减速箱的摆动, 实现特大型风光互补发电的目的。 2) 本发明悬挂于八卦状平面反射玻璃镜组正中悬空位置上的集热器回形金属 管内的液体与外置的储热箱中的回形金属管内的液体进行热交换; 储热箱外 体用保温材料保温, 储热箱中有回形金属管, 管中的水或化学液体可获得热 交换用于工业或生活使用; 它的聚热可获得 15倍以上的效果,悬空的回形金 属管上设有金属反射板及保温材料, 保温材料的上层可置放硅太阳能电池 板, 供该储热器的循环泵、 进水泵、 照明供电。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。 附图说明
图 1为八卦状 3层 24面平面玻璃镜可发 8. 8倍电量; 图 2为八卦状 5层 64面平面玻璃镜可集热 15-30倍; 图 3为 8. 8倍光伏发电机立体图; (冷却水); 图 4为为 30倍制热机立体图; 图 5为万瓦以上的风光互补发电机^:体图; 图 6为三滚轮夹钳式部件图; 图 7为典型追日机结构图; 图 8为 30倍的 300°C机油蓄热机。 具体实施方式
实施例 1 如图 1、 2、 3所示的风光分离钳压式传动的风光互补太阳能光伏发电机, 其包括一固定于水泥底座 5上的风力发电支架 1, 还包括一设于风力发电支架 1 外部的硅太阳电池支架, 所述的硅太阳电池支架包括一绕该风力发电支架 1 作 圆周转动的经度旋转轴; 如图 4、 5所示, 该经度旋转轴设有供两个带重型弹簧 33的压轮 31滑行于其上的环形运动导轨 32, 形成一既压又转动的钳压式的传 动机构; 该环形运动导轨 32固定环设于风力发电支架 1外部; 所述的硅太阳电 池支架还包括一平行于风力发电支架 1的垂直面作摆动的纬度转动轴 21, 其两 侧固定端分别固定连接有两平衡重锤 41 ; 风力发电支架 1上设有一旋转套 22, 旋转套 22向外延伸有一旋转框架 23, 所述的纬度转动轴 21转动部枢接于旋转 框架 23上; 转动部转动连接经度旋转轴; 所述的压轮 31固定连接旋转框架 23, 所述的平衡重锤 41设置于一与旋转框架 23枢接的框架 42上。
实施例 2
本发明根据自然规律, 在中国古老太极八卦的启发下采用了八卦方位法, 根据太阳东升西落的天体运动规律设计而成; 如图 1所示, 太极八卦式的大型 工业热油机 /热水机, 包括按八卦的乾、 兑、 离、 震、 巽、 坎、 艮、 坤方位设置 的八卦状平面反射玻璃镜组 1,所述的每组反射玻璃镜组均由一片以上倾斜设置 的平面玻璃镜单元顺序排列而成, 每片平面玻璃镜单元对太阳的反射光均投射 于悬空倒挂的回形金属管 2的光接受收面上,所述的八卦状平面反射玻璃镜组 1 分别设置于相应的八支延伸支撑支架上, 形成一八卦状; 具有 16或 24 片的八 卦状平面反射玻璃镜组为光伏之用的八卦状平面反射玻璃镜组, 64片或 64片 以上的八卦状平面反射玻璃镜组为光热之用的八卦状平面反射玻璃镜组; 悬挂 于八卦状平面反射玻璃镜组 1正中悬空位置上的集热器, 其由一回形金属管 2 组成; 回形金属管 2上依序设有金属反射板 6, 保温材料层隔热层 10及硅太阳 电池 7; 另外置一储热箱 3, 回形金属管 2内填充的液体通过循环管 4与储热箱 3内的液体进行热交换; 储热箱 3外包覆一保温材料层 8, 箱内设有回形金属管 9, 该储热箱 3与集热器的回形金属管 2之间连接有循环泵 5; 硅太阳电池 7连 接循环泵 5,硅太阳电池 7为循环泵 5供电,硅太阳电池 7还可为该储热器 3连 接的进水泵 11及照明供电。
集热器回形金属管 2内的液体与外置的储热箱 3的回形金属管 9内的液体 进行热交换, 储热箱 3可以蓄热 300度左右, 可直接用于大型工业热水机及热 油机。

Claims

WO 2011/134130 权 利 要 求 书 PCT/CN2010/001938
1、 一种八卦形自动追日的光伏发电机制热机光热发电机, 包括应用太阳能 发电、 发热的四款独立单机机种: 第一款 8. 8倍的八卦形光伏发电机; 第二款 30-50倍的八卦形制热机; 第三款八卦形制热机的斯特林外燃光热发电机; 第 四款 2万瓦以上的风光互补发电机; 其中前三款为八卦形机种, 第四款为风光 互补平面 (有八卦形托架) 硅电池机种; 其特征在于:
三款机型都由命名为多阳机及追日机 (跟踪太阳) 的两大部件组成, 多阳 机都由八卦形的金属支架及平面玻璃镜组成, 追日机由追踪太阳的机械和电子 驱动部件及平衡重锤组成; 三款机型结构相同; 从第一款到第三款机型, 都有 相同的追日驱动机构, 都有相同的金属支架, 故称为追日机;
- 追日机加多阳机称为八卦形光伏发电机、 八卦形制热机、 八卦形制热机的 斯特林外燃光热发电机; 第四款的机型为风光互补 2万瓦以上的大型平面 (有 八卦形托架) 风光互补发电机型, 其追日机械驱动机构也与三款追日机结构相 同, 但八卦形的金属支架仅作平面的基础支架, 因为支架上没有平板玻璃镜, 不作叠加机构。
2、 如权利要求 1所述的多阳机, 其特征在于: 按照八卦形的方位, 在金属 支架上等分 8个可供安装 8个平面玻璃镜位置, 金属支架向外向上又可制作多 层支架安装平面玻璃镜, 将阳光反射叠加在悬空倒挂的硅太阳电池上进行光伏 发电; 八个方位第一层可安装 8面镜、 二层 16面镜、 三层 24面镜、 〜〜64或 更多; 这种八卦形的金属支架方位在易经上称为乾、 兑、 离、 震、 巽、 坎、 艮、 坤, 其中震、 离、 兑、 坎方位, 就是东、 南、 西、 北方位, 这个方位的平面玻 璃镜为方形, 方位巽、 坤、 艮、 乾, 就是东南、 西南、 东北、 西北方位, 这个 方位的平面玻璃镜为菱形。
3、 如权利要求1所述的八卦形的多阳机, 其特征在于: 悬空倒挂的硅太阳 电池其上端有紧压连接的铝基板, 板内有回形冷却水槽由水泵来循环冷却硅电 池板, 可控制硅电池板的工作温度在 65°C之内, 冷却水尚可作家庭生 ¾ ^甩水 :。.
4、 如权利要求 1所述的八卦形的多阳机, 其特征在于: 悬空悬挂有装水或 装机油的金属罐, 八卦形支架有 5层、 6层……等结构, 其中 5层的结构可安装 64面玻璃镜, 主反射镜可安装 20个平面玻璃镜及 20个辅反射镜, 支架间尚有 漏风间隙又可再安装平面玻璃镜 24面, 共 64面平面玻璃镜, 每层平面玻璃镜 的放置角度均满足经其反射的太阳光能均匀投射在金属罐的被照面上, 此机种 称为八卦形制热机。
5、 如权利要求 4所述的八卦形制热机, 其特征在于: 八卦支架上的 64面 或更多层、 更多镜的平面玻璃镜照射在悬空的集热器, 集热器可装机油或其他 工质, 此时工质可获 30-50倍的热量, 可循环于保温箱内储存, 其特征在于:
(1)循环的保温箱设置于独立制热机的支架下或地下,保温箱内 300Ό左右的 热机油, 可设置循环金属水管加热循环水可作工业用水或屋内取暖之用。
(2)循环的保温箱设置于独立制热机的支架下或地下, 保温箱内的热机油或 其他工质作为斯特林发动机的外热源光热发电。
6、 如权利要求 1所述 追日机, 其特征在于: 太阳能光伏发电机、 太阳能 制热机、 太阳能的光热发电机、 风光互补 2万瓦以上的大型平面风光互补发电 机等全自动跟踪太阳能的驱动减速箱的结构是一种无啮合齿轮可滑动式结构, 称为追日滑动结构, 其结构要点是, 在启动和停止的瞬间角加速度产生多倍的 力时超负荷打滑, 保证了减速机构的安全。
7、 如权利要求 1 所述的追日机, 其特征在于: 采用垂直弧形轨道, 用无啮 合齿轮结构以跟踪、 调整太阳的高度角, 采用水平弧形轨道, 用无啮合齿轮结 构跟踪太阳的方位角, 此机构可消除瞬间启动与停止时角加速度产生多倍的力 或因天气的变化阵风疾风的不确定性, 超负荷时的滑动能确保变速齿轮箱不致 损坏, 垂直弧形轨道及水平弧形轨道加上追日电气控制就能完成准确可靠简单 的对日跟踪。
8、 如权利要求 1所述的弯曲三重锤, 其特征在于: 太阳能光伏发电机、 太 阳能制热机、 太阳能的八卦形制热机的斯特林外燃光热发电机、 风光互补 2万 瓦以上的大型平面风光互补发电机等全自动跟踪太阳能的支架采用弯曲三重锤 的结构, 既保证完成对日跟踪的复杂程序, 又减轻了追日结构的能耗; 重锤分 有中间直形单重锤及东西弯曲两重锤, 直形单重锤的支架悬挂水泥平衡重锤, 东西两重锤需有弯曲 130度左右的前伸支架悬挂水泥平衡重锤。
9、 如权利要求 1所述的风光互补发电机, 其特征在于: 风力发电支架在发 电机的中间位置, 硅太阳电池支架在风力发电支架的外围, 座落在同一个水泥 底座上, 两者机体不相牵连, 只有电气控制部份共用; 平板硅太阳电池板是座 落在八卦形的支架上, 其追日结构仍相同上述的追日机结构。
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