專利名稱：一種組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種適于軍用單兵電源供電、野外太陽(yáng) 能供電或個(gè)人家庭供電的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，太陽(yáng)能的利用主要分為光利用和熱利用。太陽(yáng)能熱利用主要分為兩 個(gè)方面一是太陽(yáng)能熱水器，二是光熱發(fā)電。目前，作為太陽(yáng)能光熱利用代表之一的太陽(yáng)能 熱水器在我國(guó)已經(jīng)初具規(guī)模，中國(guó)業(yè)已成為世界上最大的太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)和銷售國(guó)。相 比之下，太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)才剛剛起步。太陽(yáng)能光熱發(fā)電主要是指太陽(yáng)能集熱器把收集 到的太陽(yáng)輻射能傳遞至接收器，產(chǎn)生熱空氣或者熱蒸汽，用傳統(tǒng)的電力循環(huán)來(lái)產(chǎn)生電能。一 般適合于較大的發(fā)電系統(tǒng)，且由于太陽(yáng)光照射的能量分布密度小，需要占用巨大面積；同時(shí) 獲得的電能同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)，即太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)在早晚或者云遮間 隙必須依靠?jī)?chǔ)存穩(wěn)定的能量才能維持系統(tǒng)正常運(yùn)行，因此必須采取蓄熱措施，這是太陽(yáng)能 光熱發(fā)電不可缺少的部分。而對(duì)于微型或者小型太陽(yáng)能熱發(fā)電裝置采用蓄熱通過(guò)蒸汽循環(huán) 來(lái)發(fā)電則不實(shí)際。就太陽(yáng)能光伏發(fā)電而言，由于太陽(yáng)光照射的能量分布密度較小且同樣受 四季、晝夜及陰晴等氣象條件影響，具有光照不均勻的特點(diǎn)。當(dāng)光照強(qiáng)烈時(shí)候，光電板來(lái)不 及轉(zhuǎn)化，多余太陽(yáng)能得不到利用并造成浪費(fèi)，太陽(yáng)能利用率低下；當(dāng)光照不足時(shí)，發(fā)電量又 不夠。故這種缺陷已經(jīng)嚴(yán)重制約了太陽(yáng)能發(fā)電裝置的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型首要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種太陽(yáng)能利用率更高的小型太陽(yáng)能發(fā) 電裝置；更進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題是，降低現(xiàn)有太陽(yáng)能發(fā)電裝置對(duì)陽(yáng)光的依耐性，使其具 備全天候發(fā)電的特點(diǎn)，特別適用于單兵電源供電、野外太陽(yáng)能供電或個(gè)人家庭供電。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型中采用了如下的技術(shù)方案一種組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的光電板和聚光鏡，其特點(diǎn)在于，還設(shè) 置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；所述光電板設(shè)置于蓄熱箱體外側(cè)并能將光電 板上多余熱量傳遞到蓄熱箱體內(nèi)；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊，溫差發(fā)電模塊的高溫端與蓄熱 箱體相接，并使得蓄熱箱體作為溫差發(fā)電模塊高溫端熱源。本實(shí)用新型中，在光電板發(fā)電式的太陽(yáng)能發(fā)電裝置的基礎(chǔ)上，增設(shè)了蓄熱箱體和 溫差發(fā)電模塊，這樣，當(dāng)白天太陽(yáng)光照強(qiáng)的時(shí)候，光電板來(lái)不及轉(zhuǎn)化的熱能可以存儲(chǔ)在蓄熱 箱體內(nèi)，當(dāng)晚上或者天陰時(shí)候，可以靠設(shè)置的溫差發(fā)電模塊發(fā)電，這樣可以將光電板來(lái)不及 轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能存儲(chǔ)后利用，極大地提高了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化利用率；可以在天陰或者天黑后繼續(xù) 發(fā)電，降低了發(fā)電裝置對(duì)陽(yáng)光的依耐性。其中，所述的蓄熱材料一般可以采用復(fù)合蓄熱材料 如以二氧化硅或者環(huán)氧樹(shù)脂為基材的聚乙二醇相變材料并添加高導(dǎo)熱材料(碳化硅或氮 化鋁)制備的蓄熱性能好的材料。所述的溫差發(fā)電模塊也是屬于成熟的現(xiàn)有技術(shù)，溫差發(fā) 電是一種利用半導(dǎo)體材料的塞貝爾效應(yīng)，將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的新型發(fā)電方式。溫差發(fā)電模塊一般具有一個(gè)高溫端和低溫端，當(dāng)高溫端和低溫端存在溫差時(shí)，溫差發(fā)電模塊就會(huì) 自動(dòng)利用溫差進(jìn)行發(fā)電，利用溫差發(fā)電模塊制造的發(fā)電機(jī)無(wú)需任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有體積小， 重量輕，免維護(hù)，無(wú)噪音，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，適宜應(yīng)用于太陽(yáng)能，廢能再利用等領(lǐng)域。作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述溫差發(fā)電模塊的低溫端與一設(shè)置的水流通道相鄰，所述水 流通道進(jìn)水端與一冷水儲(chǔ)存箱連接，另一端與一熱水儲(chǔ)存箱連接。由于水的比熱容大，故適 合作為溫差發(fā)電模塊的低溫端冷源。同時(shí)，當(dāng)利用溫差發(fā)電模塊發(fā)電時(shí)，來(lái)自冷水儲(chǔ)存箱的 冷水經(jīng)過(guò)水流通道后被加熱，進(jìn)入熱水儲(chǔ)存箱儲(chǔ)存，可提供部分熱水。進(jìn)一步提高熱能利用 率。作為進(jìn)一步優(yōu)化，在蓄熱箱體與溫差發(fā)電模塊高溫端一側(cè)之間還設(shè)置有催化燃燒 通道，所述催化燃燒通道進(jìn)口端與燃料和氧化劑容置體體相連，催化燃燒通道內(nèi)設(shè)置有催 化燃燒催化劑。所述催化燃燒催化劑采用顆粒狀的如Pt/Al203、Pd/Al203等等物質(zhì)制得。所 述燃料和氧化劑容置體用于提供燃料和氧化劑并使其在催化燃燒通道里面催化燃燒。這 樣，可以在蓄熱箱體蓄熱不足時(shí)，可開(kāi)啟燃料和氧化劑瓶，使得燃料和氧化劑流過(guò)催化燃燒 通道經(jīng)催化劑的作用催化燃燒產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生的熱量作為溫差發(fā)電模塊發(fā)電熱量來(lái)源，可 使得本實(shí)用新型在夜晚和完全陰天等情況下實(shí)現(xiàn)發(fā)電。達(dá)到全天候供電的目的。實(shí)施時(shí)， 燃料優(yōu)選采用化石燃料，氧化劑可以采用氧氣或者直接采用空氣，便于獲取和攜帶。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述催化燃燒通道出口端與二氧化碳吸收器相連。這樣可以吸 收排放的二氧化碳，使其不產(chǎn)生污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。所述二氧化碳吸收器為成熟的 現(xiàn)有技術(shù)，一般可采用一個(gè)盛裝有二氧化碳吸附劑材料的容置體，當(dāng)二氧化碳通過(guò)其內(nèi)時(shí) 即被吸附掉。作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述溫差發(fā)電模塊包括沿蓄熱箱體四周設(shè)置的四組。匹配地，催 化燃燒通道位于蓄熱箱體與四組溫差發(fā)電模塊高溫端一側(cè)之間，水流通道位于溫差發(fā)電模 塊的另一側(cè)的低溫端，這樣即充分利于了空間，使裝置結(jié)構(gòu)小巧緊湊的同時(shí)最大化地提高 了溫差發(fā)電模塊的發(fā)電效率。作為另一優(yōu)化，所述蓄熱箱體內(nèi)部豎向并列設(shè)置有若干金屬格柵，沿各金屬格柵 橫向設(shè)置有若干金屬導(dǎo)熱翅片。其中的金屬導(dǎo)熱翅片，采用導(dǎo)熱性好的金屬材料如鋁等制 得。這樣可以提高蓄熱箱體內(nèi)熱傳遞效率，避免蓄熱材料自身熱傳遞性能不高造成的不利影響。綜上所述，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果1、本實(shí)用新型增設(shè)了蓄熱箱體和溫差發(fā)電模塊，故當(dāng)太陽(yáng)光照強(qiáng)烈時(shí)，光電板來(lái) 不及轉(zhuǎn)化的多余熱量可以轉(zhuǎn)化到蓄熱箱體內(nèi)存儲(chǔ)，并在天陰或天黑時(shí)利于溫差發(fā)電模塊將 熱能再次轉(zhuǎn)化為電能。故極大地提高了太陽(yáng)能利用率并降低了發(fā)電裝置對(duì)太陽(yáng)光照的依耐 性。2、本實(shí)用新型采用溫差發(fā)電技術(shù)將蓄熱材料所蓄的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電量，同時(shí)進(jìn)一 步優(yōu)化后，可以使得蓄熱不足部分由化石燃料催化燃燒作為補(bǔ)充供熱，化石燃料催化燃燒 還可為蓄熱材料蓄熱；其燃燒產(chǎn)物中的CO2經(jīng)CO2吸收劑被吸收，因此達(dá)到零排放；并使得 進(jìn)一步降低了對(duì)太陽(yáng)光照依耐性，做到全天候發(fā)電。3、因本實(shí)用新型對(duì)太陽(yáng)能利用率高，對(duì)太陽(yáng)光照依耐性低，故特別適合做到裝置 的小型化、微型化，可供單兵電源和家庭供電所用。[0016]4、本實(shí)用新型采用金屬翅片強(qiáng)化蓄熱材料中的傳熱，可以提高蓄熱材料的蓄熱速 率。蓄熱材料和催化燃燒的熱量通過(guò)溫差發(fā)電模塊后傳遞給用于冷卻溫差發(fā)電模塊冷端的 水，使其升溫，因此可以提供一部分熱水。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，一種組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括光電板1和聚光鏡，所 述聚光鏡包括對(duì)應(yīng)設(shè)置于光電板上方的凸透式聚光鏡2和對(duì)應(yīng)設(shè)置于光電板下方的反射 式聚光鏡3。具體地說(shuō)，還包括蓄熱箱體4，所述蓄熱箱體內(nèi)4設(shè)置有蓄熱材料5，蓄熱箱體 4上方緊貼設(shè)置有一個(gè)與凸透式聚光鏡2對(duì)應(yīng)的光電板1，蓄熱箱體4下方緊貼設(shè)置有一個(gè) 與發(fā)射式聚光鏡3對(duì)應(yīng)的光電板1 ；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊6，所述溫差發(fā)電模塊6的高溫 端一側(cè)與蓄熱箱體4相鄰設(shè)置，溫差發(fā)電模塊6的另一側(cè)為低溫端且與一設(shè)置的水流通道7 相鄰。所述水流通道7進(jìn)水端與冷水儲(chǔ)存箱8連接，另一端與熱水儲(chǔ)存箱9連接。在蓄熱 箱體4與溫差發(fā)電模塊6高溫端一側(cè)之間還設(shè)置有催化燃燒通道10，催化燃燒通道10內(nèi) 設(shè)置有顆粒狀的催化燃燒催化劑，所述催化燃燒通道10進(jìn)口端與燃料和氧化劑容置體11 相連。所述催化燃燒通道10出口端與二氧化碳吸收器12相連。具體實(shí)施時(shí)，所述溫差發(fā) 電模塊6是沿蓄熱箱體4四周設(shè)置有四塊；同時(shí)匹配地，催化燃燒通道10位于蓄熱箱體4 與四塊溫差發(fā)電模塊6高溫端一側(cè)之間，水流通道7位于溫差發(fā)電模塊6的另一側(cè)的低溫 端，。所述蓄熱箱體4內(nèi)部豎向并列設(shè)置有若干格柵13，沿格柵13橫向設(shè)置有若干金屬導(dǎo) 熱翅片14。圖1中，箭頭表示光線方向。值得指出的本具體實(shí)施方式
及其附圖僅僅是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的說(shuō)明而不是 限定。比如，所述冷水儲(chǔ)存箱8和熱水儲(chǔ)存箱9以及燃料和氧化劑容置體11和二氧化碳吸 收器12等構(gòu)件均可以采用管道連接到別處位置，而不僅僅限于圖1所示位置。
權(quán)利要求一種組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的光電板和聚光鏡，其特征在于，還設(shè)置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；所述光電板設(shè)置于蓄熱箱體外側(cè)并能將光電板上多余熱量傳遞到蓄熱箱體內(nèi)；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊，溫差發(fā)電模塊的高溫端與蓄熱箱體相接，并使得蓄熱箱體作為溫差發(fā)電模塊高溫端熱源。
2.如權(quán)利要求1所述的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于，所述溫差發(fā)電模塊的低 溫端與一設(shè)置的水流通道相鄰，所述水流通道進(jìn)水端與一冷水儲(chǔ)存箱連接，另一端與一熱 水儲(chǔ)存箱連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于，在蓄熱箱體與溫差發(fā) 電模塊高溫端一側(cè)之間還設(shè)置有催化燃燒通道，所述催化燃燒通道進(jìn)口端與燃料和氧化劑 容置體體相連，催化燃燒通道內(nèi)設(shè)置有催化燃燒催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于，所述催化燃燒通道出口 端與二氧化碳吸收器相連。
5.如權(quán)利要求1或2或4所述的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于，所述溫差發(fā)電模 塊包括沿蓄熱箱體四周設(shè)置的四組。
6.如權(quán)利要求1或2或4所述的組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于，所述蓄熱箱體內(nèi) 部豎向并列設(shè)置有若干金屬格柵，沿各金屬格柵橫向設(shè)置有若干金屬導(dǎo)熱翅片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種組合式太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的光電板和聚光鏡，其特點(diǎn)在于，還設(shè)置有蓄熱箱體，蓄熱箱體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；所述光電板設(shè)置于蓄熱箱體外側(cè)并能將光電板上多余熱量傳遞到蓄熱箱體內(nèi)；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊，溫差發(fā)電模塊的高溫端與蓄熱箱體相接，并使得蓄熱箱體作為溫差發(fā)電模塊高溫端熱源。本實(shí)用新型對(duì)太陽(yáng)能利用率高，同時(shí)對(duì)太陽(yáng)光照依耐性低，具備全天候發(fā)電的特點(diǎn)，特別適用于單兵電源供電、野外太陽(yáng)能供電或個(gè)人家庭供電。
文檔編號(hào)F28D20/00GK201656859SQ201020191959
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者周新晶, 安子龍, 王 鋒 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)