專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能綜合利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能利用設(shè)備，具體涉及一種太陽(yáng)能綜合利用裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換材料的效率與光生載流子的多少密切相關(guān)，采用大量的太陽(yáng)能電池組件導(dǎo)致成本極高；太陽(yáng)光中約50％的光不能產(chǎn)生載流子，僅產(chǎn)生熱。因此，要滿足高注入載流子的條件是提高光照強(qiáng)度。光照強(qiáng)度提高必然產(chǎn)生大量的熱，而高熱將使太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率下降，甚至損壞太陽(yáng)能電池；太陽(yáng)能電池組件因封裝和裸露于露天環(huán)境使表面不潔產(chǎn)生熱島效應(yīng)，導(dǎo)致電池片的損壞相當(dāng)高，且生產(chǎn)技術(shù)難度也較大；目前，太陽(yáng)能熱水器基本上是中、低溫型，冬天或者在高寒地區(qū)不適用；目前使用的太陽(yáng)能灶基本上是露天使用，即不方便也不衛(wèi)生，并且不便于操作；現(xiàn)在應(yīng)用的太陽(yáng)光照明裝置，由于采光原因達(dá)不到正常照明所要求的照度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備的不足，設(shè)計(jì)制造一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的滿足太陽(yáng)能產(chǎn)生電能、熱能或光能的太陽(yáng)能綜合利用裝置。
上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種太陽(yáng)能利用裝置，包括固定安裝在支架上的會(huì)聚透鏡，在會(huì)聚透鏡的下方，沿會(huì)聚透鏡的光軸方向設(shè)置有光能轉(zhuǎn)換設(shè)備。會(huì)聚透鏡與光能轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的距離為，會(huì)聚透鏡會(huì)聚在光能轉(zhuǎn)換設(shè)備上的光斑面積，應(yīng)等于光能轉(zhuǎn)換設(shè)備垂直會(huì)聚透鏡光軸的截面積。
所述光能轉(zhuǎn)換設(shè)備為太陽(yáng)能電池組件、光導(dǎo)纖維或熱管等，使用該設(shè)備產(chǎn)生電能、熱能或光能，以滿足不同的使用要求。
本實(shí)用新型的有益效果是由于本裝置將太陽(yáng)能會(huì)聚后利用，使光能轉(zhuǎn)換設(shè)備得到充分利用，可以從整體上降低制造成本，并便于檢修、更換，使用。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型單體發(fā)電、發(fā)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型多個(gè)小型單體集成發(fā)電、發(fā)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型多個(gè)小型單體集成太陽(yáng)光照明、發(fā)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.光軸 2.會(huì)聚透鏡 3.會(huì)聚透鏡護(hù)罩 4.太陽(yáng)光跟蹤裝置 5.基座 6.太陽(yáng)能電池組件 7.傳熱板 8.熱管 9.水箱或蒸汽發(fā)電裝置 10.會(huì)聚透鏡支架 11.濾光鏡 12.光纖 13.照明燈具 14.被照明空間具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種太陽(yáng)能利用裝置包括固定安裝在會(huì)聚透鏡支架10上的會(huì)聚透鏡2，在會(huì)聚透鏡的下方，沿會(huì)聚透鏡的光軸1方向，設(shè)置有光能轉(zhuǎn)換設(shè)備。會(huì)聚透鏡與光能轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的距離為，會(huì)聚透鏡會(huì)聚在光能轉(zhuǎn)換設(shè)備上的光斑面積，應(yīng)等于光能轉(zhuǎn)換設(shè)備垂直會(huì)聚透鏡光軸的截面積。
所述光能轉(zhuǎn)換設(shè)備為太陽(yáng)能電池組件6、熱管8、光纖12、等，使用這些設(shè)備產(chǎn)生電能、熱能或光能，以滿足不同的使用要求。
圖1顯示本實(shí)用新型單體發(fā)電、發(fā)熱裝置的實(shí)施例。按照使用要求，太陽(yáng)能電池組件6可采用單片、也可用未經(jīng)過(guò)封裝的數(shù)片太陽(yáng)能電池片層疊在一起，由于會(huì)聚的光束很強(qiáng)，因此透射的光線很強(qiáng)，可以將上部電池片透射的光傳至后片同時(shí)發(fā)電，可最大限度避免光線反射散失，使太陽(yáng)光得到充分利用。層疊在一起的太陽(yáng)能電池片可簡(jiǎn)單封裝，降低生產(chǎn)難度、減少封裝材料、降低生產(chǎn)成本，并可避免熱島效應(yīng)，提高電池壽命。
為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低太陽(yáng)能電池組件表面的溫度，可在會(huì)聚透鏡2和太陽(yáng)能電池組件6之間設(shè)置濾光鏡11，濾光鏡11可濾除不能產(chǎn)生載流子而只產(chǎn)生熱的光。
如
圖1所示，在太陽(yáng)能電池組件6底面設(shè)置傳熱板了，傳熱板與一根或以上熱管8相連。熱管8的另一端與水箱9相連，可將高會(huì)聚太陽(yáng)光產(chǎn)生的熱量傳走，達(dá)到散熱的目的，并產(chǎn)生高溫?zé)崴?，該水?可作成分體式，用于冬季取暖和吸附式或吸收式空調(diào)熱源、或獲取生活用熱水。對(duì)于大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，可將多個(gè)這樣的單體太陽(yáng)能光電發(fā)電裝置產(chǎn)生的熱匯集在一個(gè)或數(shù)個(gè)蒸汽發(fā)電裝置上形成太陽(yáng)能熱蒸汽發(fā)電裝置9，使太陽(yáng)能得到更充分的利用，并可大大降低太陽(yáng)能發(fā)電的總成本。
為了提高散熱效果，也可在會(huì)聚透鏡2與太陽(yáng)能電池組件6之間設(shè)置傳熱板7和熱管8，在使用濾光鏡11的情況下，可在會(huì)聚透鏡2與濾光鏡11之間設(shè)置傳熱板7和熱管8。
傳熱板7可以是任何形狀，只要滿足使用要求即可。傳熱板與熱管可作成一體式。
除采用熱管8散熱外，也可依據(jù)不同條件改用水冷卻系統(tǒng)，避免過(guò)熱使太陽(yáng)能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率降低。
如
圖1所示，當(dāng)把太陽(yáng)能電池組件6撤去，該裝置即成為單一的太陽(yáng)能集熱器，與水箱或熱蒸汽發(fā)電裝置9相連，可獲取生活用熱水或進(jìn)行太陽(yáng)能熱發(fā)電。
圖2顯示本實(shí)用新型多個(gè)小型單體集成發(fā)電、發(fā)熱裝置的實(shí)施例。將多個(gè)會(huì)聚透鏡2小型單體集中裝在會(huì)聚透鏡支架10上，在每個(gè)會(huì)聚透鏡2沿光軸1的正下方設(shè)置太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換設(shè)備，可達(dá)到與大型單體同樣的功能?；蛘邔?br> 圖1的單體結(jié)構(gòu)直接縮小后，多個(gè)集中裝于一個(gè)太陽(yáng)光跟蹤裝置4上。在相同條件下，小型單體集成裝置比大型單體的造價(jià)低很多，可大大降低使用成本。
如
圖1或圖2顯示.根據(jù)產(chǎn)生熱量溫度的高低，可將會(huì)聚透境支架10作成開(kāi)放式或者全封閉式，在將該裝置用為單一的太陽(yáng)能集熱器時(shí)，最好采用全封閉式，并采用絕熱材料制作會(huì)聚透鏡支架10，以達(dá)到更好的集熱效果。在采用全封閉形式時(shí)，可將會(huì)聚透鏡支架10內(nèi)部抽成真空或充入惰性氣體，或加入除濕材料，以避免結(jié)霧，提高透明度。
圖3顯示為本實(shí)用新型多個(gè)小型單體集成太陽(yáng)光照明、發(fā)熱裝置的實(shí)施例。在每個(gè)會(huì)聚透鏡2沿光軸1的正下方設(shè)置光纖12，通過(guò)光纖12將太陽(yáng)光引入需要照明的場(chǎng)所14內(nèi)的照明燈13上，可獲得很強(qiáng)的照明光線。實(shí)際使用中，還可以用導(dǎo)熱快的材料制成太陽(yáng)能光灶，將光纖12的另一端直接與太陽(yáng)能光灶相連。
為了降低聚光所產(chǎn)生的熱量，也可在會(huì)聚透鏡2與光纖12之間設(shè)置濾光鏡11，并在會(huì)聚透鏡支架10內(nèi)設(shè)置傳熱板7，并與熱管8相連，將熱管8通入水箱9，提供生活熱水或直接用于蒸汽發(fā)電，或與太陽(yáng)能熱灶相連。
本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能裝置設(shè)置有太陽(yáng)光跟蹤裝置4，可以保持會(huì)聚透鏡2始終朝向太陽(yáng)，達(dá)到聚光效果最佳。本裝置可使聚光度達(dá)數(shù)百倍以上，因此在同等條件下，可大幅度減少太陽(yáng)能電池組件的用量，同時(shí)可極大提高現(xiàn)有太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率。
為了保護(hù)會(huì)聚透鏡2，或者在會(huì)聚透鏡支架10采用全封閉結(jié)構(gòu)時(shí)的需要，可加裝會(huì)聚透鏡護(hù)罩3。會(huì)聚透鏡護(hù)罩3應(yīng)選用高透光率的材料制作。
本裝置會(huì)聚透鏡2可采用玻璃或其它高透光材科制作，只要能夠滿足使用要求即可。
本裝置可設(shè)置有充電裝置、蓄能裝置、逆變器、穩(wěn)壓裝置，能制成多種功率的太陽(yáng)能電源，以滿足不同負(fù)載的需要。通過(guò)大型陣列還可形成大型發(fā)電場(chǎng)，并網(wǎng)發(fā)電。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，包括固定安裝在支架上的會(huì)聚透鏡、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換設(shè)備、濾光鏡等，其特征是所述會(huì)聚透鏡設(shè)置在支架上，在會(huì)聚透鏡的下方，沿會(huì)聚透鏡光軸方向設(shè)置有光能轉(zhuǎn)換設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是所述光能轉(zhuǎn)換設(shè)備為太陽(yáng)能電池組件、光纖或熱管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是在所述會(huì)聚透鏡和光能轉(zhuǎn)換設(shè)備之間可設(shè)置濾光鏡。
4.如權(quán)利要求2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是所述太陽(yáng)能電池組件可以是單片太陽(yáng)能電池板，也可以是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單封裝的、層疊在一起的數(shù)片太陽(yáng)能電池片。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是在所述會(huì)聚透鏡和太陽(yáng)能電池組件之間設(shè)置熱管，熱管的另一端與水箱或蒸汽發(fā)電裝置相連，也可在太陽(yáng)能電池組件底面設(shè)置熱管?？捎盟鋮s系統(tǒng)代替熱管。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是在所述會(huì)聚透鏡下方設(shè)置有熱管，熱管的另一端與太陽(yáng)能熱灶、水箱或蒸汽發(fā)電裝置相連。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是在所述會(huì)聚透鏡下設(shè)置有光纖，光纖另一端引入室內(nèi)照明或與太陽(yáng)能光灶相連。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是在所述會(huì)聚透鏡和光纖之間可設(shè)置熱管，熱管的另一端與太陽(yáng)能熱灶、水箱或蒸汽發(fā)電裝置相連。
9.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是可將透鏡支架作成封閉型，可抽真空或充入惰性氣體或加入除濕材料。
10.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，其特征是該裝置設(shè)置有太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)，可加裝充電裝置、蓄能裝置、逆變器和穩(wěn)壓裝置等。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能綜合利用裝置，包括固定安裝在支架上的會(huì)聚透鏡，沿會(huì)聚透鏡光軸方向設(shè)置有太陽(yáng)能電池組件、光導(dǎo)纖維、熱管濾光鏡等光能轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于本裝置可使太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)會(huì)聚達(dá)到高聚光度，大幅度降低了制造成本，并便于檢修、更換，使用。
文檔編號(hào)F24J2/00GK2911534SQ20062002279
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者夏秋 申請(qǐng)人:夏秋