專利名稱：新太陽能電熱發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能利用技術(shù)，特別是一種新太陽能電熱發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，雖然太陽能利用技術(shù)達(dá)到成熟，但是太陽能利用技術(shù)還不夠高，缺陷明顯， 主要是成本高和太陽能利用效率低，因?yàn)楝F(xiàn)有的太陽能電池成本居高不下，發(fā)電效率只有 10%左右；現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電或熱利用裝置成本也不低、效率也不高?，F(xiàn)有的真空管集熱 器式太陽能熱水器，基本結(jié)構(gòu)是在并列的真空管集熱器的導(dǎo)熱端聯(lián)結(jié)保溫水箱，這種熱水 器主要因其真空管集熱器結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜而成本高?，F(xiàn)有的太陽能裝置很少有同時利用太 陽能的光能和熱能的，關(guān)鍵是受成本和太陽能能量密度制約。然而同時利用太陽能的光能 和熱能畢竟是降低成本和提高效率的一種有效途徑，這要依仗新技術(shù)；改進(jìn)現(xiàn)有太陽能熱 發(fā)生裝置，提高其性價比，這也要依仗新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種新太陽能電熱發(fā)生裝置，能同時利用太陽能的光能和熱能，
能降低太陽能利用成本和提高效率、提高太陽能利用裝置的性價比。 本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。 設(shè)置太陽能集熱箱( 一種特殊的集熱器)，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，所 述集熱板朝陽放置，所述導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種 材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；在所述導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在所 述集熱板的朝陽面(外表面)聯(lián)結(jié)太陽能電池；在太陽能電池外罩聚光罩，聚光罩的邊沿 與導(dǎo)熱板聯(lián)接，或者不設(shè)置所述聚光罩；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從所述太陽能 集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在所述集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；在所述集熱箱內(nèi)設(shè)置浮 子式閥門機(jī)構(gòu)以控制所述輸入管和輸出管的開閉；在所述集熱箱外對應(yīng)集熱箱內(nèi)浮子的適 當(dāng)位置設(shè)置永磁體部件，所述永磁體部件能調(diào)節(jié)其與浮子之間的距離，或者不設(shè)置所述永 磁體部件；流體保溫輸出管與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管 的下端接流體供給管道或設(shè)備；所述太陽能集熱箱用支架固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，所 述保溫箱固定于所述支架或其它合適的地方；或者將所述集熱箱與所述保溫箱上下并接起 來，不用支架，而將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。 使用所述新太陽能電熱發(fā)生裝置時，先通過保溫流體輸入管注入流體，但要留適 當(dāng)空間，即不要注滿。當(dāng)流體淹沒浮子時，由于浮子受到流體的浮力最大而使所述浮子式 閥門機(jī)構(gòu)同時完全關(guān)閉所述輸入管和輸出管的管口。所述太陽能電池受到太陽光輻射時 發(fā)電，而攜帶熱能的大量的紅外光大部分能穿過所述太陽能電池被所述集熱板吸收后大部 分傳給所述集熱箱內(nèi)的流體，而且集熱板也把吸收的熱的一部分傳給所述導(dǎo)熱板以加熱流 體。隨著流體的升溫其密度會不斷變小，浮子受到流體的浮力隨之變小，小到一定程度時， 浮子式閥門機(jī)構(gòu)將同時打開輸入管和輸出管的管口，集熱箱內(nèi)被加熱的流體從輸出管下流進(jìn)所述保溫箱備用或直接從保溫箱引出使用，同時較涼的流體從輸入管注入集熱箱。隨著
較涼的流體注入，集熱箱內(nèi)的流體不斷降溫，其密度不斷增大，浮子受到流體的浮力隨之變
大，大到一定程度時，浮子式閥門機(jī)構(gòu)將同時關(guān)閉輸入管和輸出管的管口，集熱箱內(nèi)的流體
再被加熱。所述過程循環(huán)之。若在所述集熱箱外對應(yīng)集熱箱內(nèi)浮子的適當(dāng)位置設(shè)置永磁體
部件，永磁體的部件磁力穿透集熱箱對浮子產(chǎn)生吸引力，那么通過調(diào)節(jié)所述永磁體部件與
浮子之間的距離，以改變對浮子產(chǎn)生吸引力大小，這相當(dāng)于改變浮子的重量，也就改變了浮
子的重量和所受浮力的差值，從而調(diào)節(jié)集熱箱從輸出管輸出流體的溫度。 所述聚光罩使陽光光線盡量垂直地透射到太陽能電池，還能將天空中漫反射陽光
匯聚到太陽能電池，從而提高太陽能電池發(fā)電量。 本實(shí)用新型有益的效果 1、現(xiàn)有的太陽能光發(fā)電裝置，由于大量的紅外光穿過其太陽能電池，因而太陽能
電池幾乎無法利用約占陽光輻射到太陽能電池總能的43%的紅外光；而現(xiàn)有的太陽能集
熱器無法有效的利用太陽光的部分輻射能。本實(shí)用新型將太陽能光發(fā)電和采集熱綜合起
來，互補(bǔ)缺陷，充分有效地利用太陽能，提高了利用太陽能的效率，降低了成本。 2、現(xiàn)有的硅晶和砷化鎵材料制作的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率比光熱轉(zhuǎn)換率低，
所以太陽能電池發(fā)電時會產(chǎn)生大量的熱，不但降低了發(fā)電效率(硅晶和砷化鎵材料隨著溫
度升高，光電轉(zhuǎn)換率較明顯的降低)，而且會減少太陽能電池的使用壽命。本實(shí)用新型將集
熱板置于太陽能電池的背面，不但能利用紅外光的熱能，還大量吸收太陽能電池發(fā)電時產(chǎn)
生的大量的熱而使其降溫，所以能提高太陽能電池的發(fā)電效率并延長其壽命。 3、本實(shí)用新型把集熱箱和保溫箱分開設(shè)置，并根據(jù)流體的密度隨溫度變化而變化
的原理設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)，控制被加熱的流體流入保溫箱和較涼的流體進(jìn)入集熱箱。由
于所述集熱箱結(jié)構(gòu)簡單、不用抽真空、工藝簡便，因而成本低；本實(shí)用新型還可不設(shè)置太陽
能電池，僅作太陽能加熱器，那么這種太陽能加熱器與現(xiàn)有的真空管集熱器式太陽能熱水
器相比，成本低的多、堅(jiān)固且壽命長，所以盡管所述集熱箱的熱效率比真空管集熱器的略低
一點(diǎn)，但本實(shí)用新型的性價比遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的真空管集熱器式太陽能熱水器的性價比。 4、配控制器的現(xiàn)有太陽能熱水器，價格貴且可靠性降低許多，而現(xiàn)有不配控制器
的太陽能熱水器需要人記住在適當(dāng)?shù)臅r候上水，這是煩人的事；本實(shí)用新型本能地自動控 制流體進(jìn)出集熱箱，省掉了控制器，價格便宜且使人省心。 5、目前，太陽能利用主要受太陽能光電池和集熱器成本高、發(fā)電效率低及太陽能 光電池壽命短的限制，本實(shí)用新型由于上述優(yōu)點(diǎn)，很好的地解決了這些問題，實(shí)用易推廣， 應(yīng)用前景廣闊。

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的又一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0018] 實(shí)施例一 如圖1示，本實(shí)用新型的集熱箱這樣構(gòu)成集熱板2與導(dǎo)熱板1圍成一 個箱子，這個箱子截面為直角三角形，直角三角形的一條直角邊所在的平面作為水平底面， 直角三角形的斜邊所在的平面朝陽；在集熱板2的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種材 料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；并在導(dǎo)熱板1的外表面用保溫密封材料21包裹； 在集熱板2的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池8 ;在太陽能電池8外罩聚光罩22，聚光罩22的邊沿 與導(dǎo)熱板1聯(lián)接，或者不設(shè)置所述聚光罩22 ;在導(dǎo)熱板1的垂直面開維護(hù)用窗口，并用隔熱 密封板16密封。 流體保溫輸入管7、流體保溫輸出管15均從所述太陽能集熱箱底部穿入到箱內(nèi)， 并與所述集熱箱聯(lián)結(jié)，在所述集熱箱內(nèi)輸入管7的管口比輸出管15的管口低。 在輸出管15的右側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板1水平底面的立柱18，在輸入管 7的左側(cè)側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板1水平底面的的立柱5 ;類似球拍狀的彎板19用軸 銷17鉸接于立柱18的上部，彎板19在軸銷17左邊的部分在輸出管15的口上邊，且使其 能密封住輸出管15的管口 ；類似球拍狀的彎板4用軸銷6鉸接于立柱5的上部，彎板4在 軸銷6右邊的部分在輸入管7的上邊，且使其能密封住輸入管7的管口 ；桿3的上部與彎板 19的右端用軸銷20鉸接、桿3的下部與彎板4的左端用軸銷14鉸接，浮子13聯(lián)接在桿3 的下端或上端(圖中畫在下端)；浮子13、桿3、立柱5和立柱18、彎板4和彎板19、軸銷6、 軸銷14、軸銷17、軸銷20組成一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)。 流體保溫輸出管15與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱11聯(lián)通；保溫流體輸 入管7的下端接流體供給管道或設(shè)備。 支柱9、支柱12的底端與水平板10垂直聯(lián)接，所述太陽能集熱箱固定在支柱9、支 柱12的頂端，平板10固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，保溫箱11固定于水平板10的上面或其 它合適的地方。 所述集熱箱、流體保溫箱11、支柱9、支柱12、水平板10構(gòu)成所述新太陽能電熱發(fā)
生裝置。 使用所述新太陽能電熱發(fā)生裝置時，先通過流體保溫輸入管7注入流體，當(dāng)流體 淹沒浮子13時，由于浮子13受到流體的浮力最大而使所述浮子式閥門機(jī)構(gòu)同時完全關(guān)閉 的輸入管7和輸出管15上端口 。太陽能電池8受到太陽光輻射時發(fā)電，而攜帶熱能的紅外 光大部分能穿過所述太陽能電池被集熱板2吸收，然后大部分傳給所述集熱箱內(nèi)的流體， 而且集熱板2也把吸收的熱的一部分傳給所述導(dǎo)熱板1加熱流體。隨著集熱箱流體的升溫 其密度會不斷變小，浮子13受到流體的浮力隨之變小到一定程度時，浮子13和桿3的自重 力大于它們所受的浮力，桿3通過軸銷20和軸銷14下拉彎板19的右部和彎板4的左部， 在杠桿力的作用下，彎板19打開輸出管15的管口，彎板4打開輸入管7的管口，集熱箱內(nèi) 熱流體從輸出管15下流進(jìn)入保溫箱11備用或直接從保溫箱11引出使用，同時較涼的流體 從輸入管7注入集熱箱。隨著較涼的流體注入，集熱箱內(nèi)的流體不斷降溫，其密度不斷增 大，浮子13受到流體的浮力隨之變大到一定程度時，將同時關(guān)閉輸入管7和輸出管15。在 日光照射下，所述過程循環(huán)之。 實(shí)施例二 如圖2示，另一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)這樣構(gòu)成流體保溫輸入管25、流體 保溫輸出管27的下端均從所述太陽能集熱箱底部穿出，并與所述集熱箱聯(lián)通，在所述集熱 箱內(nèi)保溫輸入管25的下彎管口比保溫輸出管27的下彎管口低；滑環(huán)23、滑環(huán)26分別與保溫輸出管27的外圓、保溫輸入管25的外圓配成滑動配合；臺階形浮子24的左端、右端分別 與滑環(huán)23、滑環(huán)26聯(lián)結(jié)，使浮子24的上部左水平面、右水平面能分別密封住流體保溫輸入 管25的下彎管口、流體保溫輸出管27的下彎管口。 實(shí)施例三所述集熱箱不設(shè)置所述太陽能電池和聚光罩，根據(jù)在集熱板朝陽面是
否涂所述選擇性吸收涂層材料，確定是否在集熱板朝陽面設(shè)置透光保護(hù)材料。這樣使所述
新太陽能電熱發(fā)生裝置僅作太陽能加熱器，例如僅作太陽能熱水器使用。 實(shí)施例四將所述集熱箱箱殼全用吸熱、導(dǎo)熱材料制成任意合適形狀，并在外表面
涂黑色涂料。這種集熱箱成本較小。 實(shí)施例五如圖3示，將所述集熱箱與保溫箱29上下并接起來，將所述流體保溫輸 入管做成彎頭形的流體輸入管28，輸入管28從所述集熱箱的側(cè)面與所述集熱箱聯(lián)通，不用 支架，而將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。
權(quán)利要求新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是設(shè)置太陽能集熱箱，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，所述集熱板朝陽放置，所述導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；在所述導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在所述集熱板的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池；在太陽能電池外罩聚光罩，聚光罩的邊沿與導(dǎo)熱板聯(lián)接，或者不設(shè)置所述聚光罩；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從所述太陽能集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在所述集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；在所述集熱箱內(nèi)設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)以控制所述輸入管和輸出管的開閉；在所述集熱箱外對應(yīng)集熱箱內(nèi)浮子的適當(dāng)位置設(shè)置永磁體部件，所述永磁體部件能調(diào)節(jié)其與浮子之間的距離，或者不設(shè)置所述永磁體部件；流體保溫輸出管與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管的下端接流體供給管道或設(shè)備；所述太陽能集熱箱用支架固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，所述保溫箱固定于所述支架或其它合適的地方；或者將所述集熱箱與所述保溫箱上下并接起來，不用支架，而將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是集熱箱這樣構(gòu)成集熱板(2) 與導(dǎo)熱板(1)圍成一個箱子，這個箱子截面為直角三角形，直角三角形的一條直角邊所 在的平面作為水平底面，直角三角形的斜邊所在的平面朝陽；在集熱板(2)的朝陽面涂選 擇性吸收涂層材料，這種材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；并在導(dǎo)熱板(1)的外 表面用保溫密封材料(21)包裹；在集熱板(2)的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池(8)，在太陽能電 池(8)外罩聚光罩(22)，聚光罩(22)的邊沿與導(dǎo)熱板(1)聯(lián)接，或者不設(shè)置所述聚光罩 (22);在導(dǎo)熱板(1)的垂直面開維護(hù)用窗口，并用隔熱密封板(16)密封；流體保溫輸入管(7)、流體保溫輸出管(15)均從所述太陽能集熱箱底部穿入到箱內(nèi)， 并與所述集熱箱聯(lián)結(jié)，在所述集熱箱內(nèi)輸入管(7)的管口比輸出管(15)的管口低；在輸出管(15)的右側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板(1)水平底面的立柱(18)，在輸入 管(7)的左側(cè)側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板(1)水平底面的的立柱(5);類似球拍狀的彎 板(19)用軸銷(17)鉸接于立柱(18)的上部，彎板(19)在軸銷(17)左邊的部分在輸出管 (15)的口上邊，且使其能密封住輸出管(15)的管口 ；類似球拍狀的彎板(4)用軸銷(6)鉸 接于立柱(5)的上部，彎板(4)在軸銷(6)右邊的部分在輸入管(7)的上邊，且使其能密封 住輸入管(7)的管口 ；桿(3)的上部與彎板(19)的右端用軸銷(20)鉸接、桿(3)的下部 與彎板(4)的左端用軸銷(14)鉸接，浮子(13)聯(lián)接在桿(3)的下端或上端；浮子(13)、桿(3) 、立柱(5)和立柱(18)、彎板(4)和彎板(19)、軸銷(6)、軸銷(14)、軸銷(17)、軸銷(20) 組成一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)；流體保溫輸出管(15)與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱(11)聯(lián)通；保溫流體輸 入管(7)的下端接流體供給管道或設(shè)備；支柱(9)、支柱(12)的底端與水平板(10)垂直聯(lián)接，所述太陽能集熱箱固定在支柱(9) 、支柱(12)的頂端，平板(10)固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，保溫箱(11)固定于水平板(10) 的上面或其它合適的地方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是另一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)這 樣構(gòu)成流體保溫輸入管(25)、流體保溫輸出管(27)的下端均從所述太陽能集熱箱底部穿 出，并與所述集熱箱聯(lián)通，在所述集熱箱內(nèi)保溫輸入管(25)的下彎管口比保溫輸出管(27) 的下彎管口低；滑環(huán)(23)、滑環(huán)(26)分別與保溫輸出管(27)的外圓、保溫輸入管(25)的外圓配成滑動配合；臺階形浮子(24)的左端、右端分別與滑環(huán)(23)、滑環(huán)(26)聯(lián)結(jié)，使浮 子(24)的上部左水平面、右水平面能分別密封住流體保溫輸入管(25)的下彎管口、流體保 溫輸出管(27)的下彎管口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是所述集熱箱不設(shè)置太陽能 電池和聚光罩，根據(jù)在集熱板朝陽面是否涂所述選擇性吸收涂層材料，確定是否在集熱板 朝陽面設(shè)置透光保護(hù)材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是將所述集熱箱箱殼全用吸 熱、導(dǎo)熱材料制成任意合適形狀，并在外表面涂黑色涂料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是將所述集熱箱與保溫箱 (29)上下并接起來，將所述流體保溫輸入管做成彎頭形的流體輸入管(28)，輸入管(28) 從所述集熱箱的側(cè)面與所述集熱箱聯(lián)通，將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基 礎(chǔ)。
專利摘要新太陽能電熱發(fā)生裝置設(shè)置太陽能集熱箱，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，集熱板朝陽放置，導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料；在導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在集熱板的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池；在太陽能電池外罩聚光罩，或者不設(shè)置所述聚光罩；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；流體保溫輸出管與設(shè)置在集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管的下端接流體供給管道或設(shè)備；在集熱箱內(nèi)設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)根據(jù)流體兩個溫度下的密度差控制所述輸入管和輸出管的開閉，集熱箱被加熱到設(shè)定溫度的流體流入保溫箱。
文檔編號F24J2/48GK201528292SQ20092027068
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣