專利名稱：一種太陽能溫差發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種太陽能溫差發(fā)電裝置，屬于太陽能溫差發(fā)電裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，我國電力資源比較緊張，而且主要依靠火力發(fā)電為主，污染較大，而太陽能、 風(fēng)能等綠色發(fā)電所占比例極小，開發(fā)前景最為廣闊，所受限制較小。我國多數(shù)地區(qū)都適符合太陽能發(fā)電的要求，同時大力發(fā)展太陽能發(fā)電又符合國家的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。然而，我國太陽能發(fā)電、光電一體化、半導(dǎo)體發(fā)電等剛剛興起，各地正處于快速發(fā)展階段，太陽能半導(dǎo)體溫差制冷領(lǐng)域目前則處于剛剛導(dǎo)入的階段。目前國內(nèi)雖有企業(yè)生產(chǎn)，但是還沒有企業(yè)具有完全的自主技術(shù)，大部分半導(dǎo)體溫差發(fā)電組件來自美國、日本等地區(qū)的轉(zhuǎn)銷產(chǎn)品，半導(dǎo)體材料基本依靠進(jìn)口。我國在這一領(lǐng)域目前發(fā)展還不是很快，技術(shù)成熟度低，量產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品原料和核心技術(shù)都受到國外的限制。此外，通過半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)換材料將熱能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電效率低、成本較大、體積較大，因此向工業(yè)和民用產(chǎn)業(yè)的普及受到很大制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種在發(fā)電的過程中無噪音，無介質(zhì)泄漏，體積小，重量輕，移動方便，使用壽命長，后期的維護(hù)成本幾乎為零，而且可以利用溫差僅為幾十?dāng)z氏度的低溫余熱發(fā)電的太陽能溫差發(fā)電裝置。本發(fā)明是一種利用太陽能平板集熱器所集的熱在半導(dǎo)體發(fā)電片形成溫差從而進(jìn)行發(fā)電的裝置。它可以廣泛的運用在太陽能輻射四類及四類以上的地區(qū)。能在野外或缺電地區(qū)提供人們的照明，是用一種綠色環(huán)保的發(fā)電裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的太陽能溫差發(fā)電裝置，包括有半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)及太陽能集熱系統(tǒng)，其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)包括有隔熱層、平板換熱器、絕熱層、散熱器、溫差發(fā)電模塊、導(dǎo)熱片，其中平板換熱器置于隔熱層上，導(dǎo)熱片置于平板換熱器上，絕熱層置于導(dǎo)熱片上，溫差發(fā)電模塊置于絕熱層上，散熱器置于溫差發(fā)電模塊上，且通過螺釘將依次疊放的隔熱層、平板換熱器、導(dǎo)熱片、絕熱層、溫差發(fā)電模塊、散熱器固定在一起，太陽能集熱系統(tǒng)包括有保溫導(dǎo)管、升降支柱、太陽能平板集熱器、支架、旋轉(zhuǎn)托盤，其中太陽能平板集熱器的一端支承在支架上，太陽能平板集熱器的另一端支承在升降支柱上，保溫導(dǎo)管的一端與太陽能平板集熱器連接，保溫導(dǎo)管的另一端與平板換熱器連接，平板換熱器通過導(dǎo)熱片把熱量傳遞到溫差發(fā)電模塊的熱端，散熱器裝設(shè)在溫差發(fā)電模塊的冷端。上述溫差發(fā)電模塊由若干塊串聯(lián)或/和并聯(lián)的溫差發(fā)電片單體組成。上述溫差發(fā)電片單體鑲嵌在絕熱層所設(shè)的相應(yīng)空格中。上述溫差發(fā)電片與導(dǎo)熱片之間及導(dǎo)熱片與平板換熱器之間均通過導(dǎo)熱硅膠緊密結(jié)合和固定。上述平板換熱器鑲嵌在隔熱層中。
上述保溫導(dǎo)管的兩端分別通過夾緊裝置連接在平板集熱器和平板換熱器上。
上述平板集熱器內(nèi)的工質(zhì)從其中一端流出進(jìn)入平板換熱器的一端，從平板換熱器的另一端流出又回流到平板集熱器的另一端，形成循環(huán)回路，作為半導(dǎo)體溫差發(fā)電片的熱
量來源。上述升降支柱是能伸縮的升降結(jié)構(gòu)，升降支柱的頂部與平板集熱器通過軸承連接。上述升降支柱通過螺釘調(diào)節(jié)升降高度。上述升降支柱及支架都裝設(shè)在能根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥日{(diào)整整個發(fā)電系統(tǒng)的方位角度的旋轉(zhuǎn)托盤上。本發(fā)明的集熱系統(tǒng)通過使用升降支柱調(diào)節(jié)集熱器的傾斜角度，同時通過使用旋轉(zhuǎn)托盤調(diào)節(jié)集熱器的朝向，實現(xiàn)了從多方位、多角度進(jìn)行集熱，提高了太陽能集平板熱器的吸收利用率。本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電片通過串、并聯(lián)組合可以輸出不同的電壓，實現(xiàn)了不同的輸出要求，發(fā)電片之間使用絕熱層組合，既固定了發(fā)電片，又防止了熱量從縫隙中傳遞。發(fā)電模塊與換熱器之間加上導(dǎo)熱片，使傳熱面積變大，傳熱均勻效果更好，隔熱層做成槽式，防止了換熱器上熱量的散失，而且通過在散熱器與隔熱層之間穿插螺釘，把發(fā)電系統(tǒng)的零件結(jié)合起來，使發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且此裝置維護(hù)起來比較方便，材料選擇范圍廣，故適應(yīng)性強、操作彈性較大。本發(fā)明把太陽能、半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)、散熱技術(shù)以及單片機技術(shù)有機的結(jié)合起來，且本發(fā)明在發(fā)電的過程中具有無噪音，無介質(zhì)泄漏，體積小，重量輕，移動方便，使用壽命長，后期的維護(hù)成本幾乎為零，而且可以利用溫差僅為幾十?dāng)z氏度的低溫余熱發(fā)電。本發(fā)明可作為可移動的、提攜式的小型發(fā)電構(gòu)件，可以廣泛的運用在太陽能輻射四類及四類以上的地區(qū)。能在野外或缺電地區(qū)提供人們的照明，是用一種綠色環(huán)保的發(fā)電裝置。本發(fā)明是一種設(shè)計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用的太陽能溫差發(fā)電裝置。


圖1是本發(fā)明的溫差發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解圖。圖2是本發(fā)明的太陽能集熱系統(tǒng)的立體圖。圖3是本發(fā)明的溫差發(fā)電片的立體圖。圖4是本發(fā)明的平板換熱器的立體圖。圖5是本發(fā)明的溫差發(fā)電系統(tǒng)的立體圖。圖6是本發(fā)明的溫差發(fā)電系統(tǒng)的立體圖。圖7是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式實施例
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明的太陽能溫差發(fā)電裝置，包括有半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)及太陽能集熱系統(tǒng)，其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)包括有隔熱層101、平板換熱器102、絕熱層103、散熱器105、溫差發(fā)電模塊106、導(dǎo)熱片107，其中平板換熱器102置于隔熱層101上，導(dǎo)熱片107置于平板換熱器102上，絕熱層103置于導(dǎo)熱片107上，溫差發(fā)電模塊106置于絕熱層103上，散熱器105置于溫差發(fā)電模塊106上，且通過螺釘104將依次疊放的隔熱層101、平板換熱器102、導(dǎo)熱片107、絕熱層103、溫差發(fā)電模塊106、散熱器105固定在一起，太陽能集熱系統(tǒng)包括有保溫導(dǎo)管201、升降支柱202、太陽能平板集熱器203、 支架204、旋轉(zhuǎn)托盤205，其中太陽能平板集熱器203的一端支承在支架204上，太陽能平板集熱器203的另一端支承在升降支柱202上，保溫導(dǎo)管201的一端與太陽能平板集熱器203 連接，保溫導(dǎo)管201的另一端與平板換熱器102連接，平板換熱器102通過導(dǎo)熱片107把熱量傳遞到溫差發(fā)電模塊106的熱端，散熱器105裝設(shè)在溫差發(fā)電模塊106的冷端。本實施例中，上述散熱器105與隔熱層101之間通過穿插螺釘104把構(gòu)件鏈接起來，使發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且此裝置維護(hù)起來比較方便。本實施例中，上述溫差發(fā)電模塊106由若干塊串聯(lián)或/和并聯(lián)的溫差發(fā)電片單體 301組成，所述溫差發(fā)電模塊106以發(fā)電片301為基體，將1 9塊發(fā)電片通過串、并聯(lián)鏈接起來組成發(fā)電模塊106，其中溫差發(fā)電片單體301與溫差發(fā)電片單體301之間的縫隙通過使用絕熱層103填滿，防止熱量從發(fā)電模塊106的熱端流向冷端。本實施例中，上述溫差發(fā)電片單體301鑲嵌在絕熱層103所設(shè)的相應(yīng)空格中。防止了熱量從發(fā)電模塊的縫隙中傳遞，影響溫差發(fā)電片單體301兩端的溫差，在溫差發(fā)電模塊106與換熱器之間加上導(dǎo)熱片，使熱量均勻的、平穩(wěn)的從換熱器傳到發(fā)電片的熱端，在發(fā)電片的冷端加上散熱器，把熱端傳遞過來的熱量及時地散發(fā)出去，使發(fā)電片的兩端形成穩(wěn)定的溫差，輸出平穩(wěn)的電流和電壓。本實施例中，從一塊絕熱層103中挖出九個方格用來放置溫差發(fā)電片單體301，固定溫差發(fā)電片單體301之間的間距，絕熱層103的厚度需要與溫差發(fā)電片單體301的厚度相當(dāng)，溫差發(fā)電片單體301需要與散熱器、導(dǎo)熱片良好的接觸， 把熱量最大限度的從平板換熱器中傳遞到溫差發(fā)電模塊106上，使換熱器中的熱量利用效率達(dá)到最大值，同樣，溫差發(fā)電片單體301與散熱器之間通過的光滑鏈接，使發(fā)電模塊冷端的熱量及時地散發(fā)出去，保證溫差發(fā)電片單體301兩端的溫度恒定，這樣有助于提高溫差發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，從而達(dá)到更好的效果。本實施例中，上述溫差發(fā)電片301與導(dǎo)熱片107之間及導(dǎo)熱片107與平板換熱器 102之間均通過導(dǎo)熱硅膠緊密結(jié)合和固定。此外，上述平板換熱器102鑲嵌在隔熱層101中。上述保溫導(dǎo)管201的兩端分別通過夾緊裝置連接在平板集熱器203和平板換熱器102上。本實施例中，上述平板集熱器203內(nèi)的工質(zhì)從其中一端流出進(jìn)入平板換熱器102 的一端，從平板換熱器102的另一端流出又回流到平板集熱器203的另一端，形成循環(huán)回路，作為半導(dǎo)體溫差發(fā)電片301的熱量來源。本實施例中，上述升降支柱202是能伸縮的升降結(jié)構(gòu)，升降支柱202的頂部與平板集熱器203通過軸承連接。上述升降支柱202通過螺釘調(diào)節(jié)升降高度。本實施例中，上述升降支柱202及支架204都裝設(shè)在能根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥日{(diào)整整個發(fā)電系統(tǒng)的方位角度的旋轉(zhuǎn)托盤205上。因為太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用一定的技術(shù)和裝置，對太陽能進(jìn)行采集，本發(fā)明中通過升降支柱202調(diào)節(jié)太陽能集熱器的擺動角度，其中升降支柱202的頂部與平板集熱器的頂端通過轉(zhuǎn)動副連接，平板集熱器的底端使用可滑動的V型鍵槽，集熱器與升降支柱202安裝在支架上，實現(xiàn)集熱器角度的可調(diào)性，而為了改變太陽能集熱器所朝的方位，在支架的下方安裝一個旋轉(zhuǎn)托盤，旋轉(zhuǎn)托盤就可以改變所朝的方位角，加上旋轉(zhuǎn)托盤與升降支柱202的集熱系統(tǒng)實現(xiàn)了從不同方位、不同角度上垂直吸收太陽能，實現(xiàn)了在有限的面積內(nèi)所吸收的太陽能有效值達(dá)到最大。 本發(fā)明的工作原理如下太陽輻射能投射到平板式太陽能集熱器上，然后被集熱器中的介質(zhì)吸收。受熱的介質(zhì)通過輸熱回路把熱量傳到儲熱裝置中，然后熱工質(zhì)通過保溫導(dǎo)管201把熱量傳送到換熱器102上。換熱器102再通過導(dǎo)熱片107的傳遞，把熱量最終傳遞到溫差發(fā)電模塊106的熱端，而溫差發(fā)電模塊106的冷端加上散熱器105，散熱器105 把從熱端通過發(fā)電片傳遞過來的熱量及時地散發(fā)出去，使冷端維持一定的溫度。那么溫差發(fā)電片的兩端就有了一定的溫差，從而實現(xiàn)了把熱能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)出的電能通過穩(wěn)壓控制電路等一系列的變換，轉(zhuǎn)成交流電壓，接到負(fù)載上。
權(quán)利要求
1.一種太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于包括有半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)及太陽能集熱系統(tǒng)，其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)包括有隔熱層(101)、平板換熱器(102)、絕熱層(103)、散熱器(105)、溫差發(fā)電模塊(106)、導(dǎo)熱片(107)，其中平板換熱器(102)置于隔熱層(101)上， 導(dǎo)熱片(107)置于平板換熱器(102)上，絕熱層(103)置于導(dǎo)熱片(107)上，溫差發(fā)電模塊 (106)置于絕熱層(103)上，散熱器(105)置于溫差發(fā)電模塊(106)上，且通過螺釘(104) 將依次疊放的隔熱層(101)、平板換熱器(102)、導(dǎo)熱片(107)、絕熱層(103)、溫差發(fā)電模塊 (106)、散熱器(105)固定在一起，太陽能集熱系統(tǒng)包括有保溫導(dǎo)管(201)、升降支柱(202)、 太陽能平板集熱器(203)、支架(204)、旋轉(zhuǎn)托盤(205)，其中太陽能平板集熱器(203)的一端支承在支架(204)上，太陽能平板集熱器(203)的另一端支承在升降支柱(202)上，保溫導(dǎo)管(201)的一端與太陽能平板集熱器(203)連接，保溫導(dǎo)管(201)的另一端與平板換熱器(102)連接，平板換熱器(102)通過導(dǎo)熱片(107)把熱量傳遞到溫差發(fā)電模塊(106)的熱端，散熱器(105 )裝設(shè)在溫差發(fā)電模塊(106 )的冷端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述溫差發(fā)電模塊(106) 由若干塊串聯(lián)或/和并聯(lián)的溫差發(fā)電片單體(301)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述溫差發(fā)電片單體 (301)鑲嵌在絕熱層(103)所設(shè)的相應(yīng)空格中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述溫差發(fā)電片(301)與導(dǎo)熱片(107)之間及導(dǎo)熱片(107)與平板換熱器(102)之間均通過導(dǎo)熱硅膠緊密結(jié)合和固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述平板換熱器(102)鑲嵌在隔熱層(101)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述保溫導(dǎo)管 (201)的兩端分別通過夾緊裝置連接在平板集熱器(203)和平板換熱器(102)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述平板集熱器(203)內(nèi)的工質(zhì)從其中一端流出進(jìn)入平板換熱器(102)的一端，從平板換熱器(102)的另一端流出又回流到平板集熱器(203)的另一端，形成循環(huán)回路，作為半導(dǎo)體溫差發(fā)電片(301)的熱量來源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述升降支柱(202)是能伸縮的升降結(jié)構(gòu)，升降支柱(202)的頂部與平板集熱器(203)通過軸承連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述升降支柱(202)通過螺釘調(diào)節(jié)升降高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能溫差發(fā)電裝置，其特征在于上述升降支柱(202)及支架(204)都裝設(shè)在能根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥日{(diào)整整個發(fā)電系統(tǒng)的方位角度的旋轉(zhuǎn)托盤(205)上。
全文摘要
本發(fā)明是一種太陽能溫差發(fā)電裝置。包括半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)及太陽能集熱系統(tǒng)，半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)包括隔熱層、平板換熱器、絕熱層、散熱器、溫差發(fā)電模塊、導(dǎo)熱片，平板換熱器置于隔熱層上，導(dǎo)熱片置于平板換熱器上，絕熱層置于導(dǎo)熱片上，溫差發(fā)電模塊置于絕熱層上，散熱器置于溫差發(fā)電模塊上，且隔熱層、平板換熱器、導(dǎo)熱片、絕熱層、溫差發(fā)電模塊、散熱器依次疊放并固定在一起；太陽能集熱系統(tǒng)包括保溫導(dǎo)管、升降支柱、太陽能平板集熱器、支架、旋轉(zhuǎn)托盤，太陽能平板集熱器的兩端分別支承在支架上及支承在升降支柱上，保溫導(dǎo)管的兩端分別與太陽能平板集熱器及與平板換熱器連接，平板換熱器通過導(dǎo)熱片把熱量傳遞到溫差發(fā)電模塊的熱端，散熱器裝設(shè)在溫差發(fā)電模塊的冷端。本發(fā)明在發(fā)電的過程中無噪音，無介質(zhì)泄漏，體積小，重量輕。
文檔編號H02N11/00GK102355168SQ20111029243
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者林濤, 王長宏, 陶肖生, 饒中浩, 黃金 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)