專利名稱：一種太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能發(fā)電集熱裝置，尤其涉及一種太陽能發(fā)電集熱裝置的 高能模組。
技術(shù)背景 目前，隨著傳統(tǒng)能源的日益緊缺和全球環(huán)境的日益惡化，各國對于可再生能源的 重視程度不斷提高。而在諸多的可再生能源中，只有太陽能取之不盡，用之不竭且沒有污 染，是最具有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。太陽能的利用形式包括光伏、光熱等。近年來隨著轉(zhuǎn)化效率的不斷提高及電池厚度的日益降低，晶硅太陽能電池逐漸占 據(jù)市場的主流。但是晶硅電池的快速發(fā)展卻導(dǎo)致了一度時間內(nèi)硅原料的短缺，且硅電池在 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的資源消耗。使得光伏發(fā)電的成本居高不下，而且光轉(zhuǎn)化效率不到 24%，光能利用率差和增加環(huán)保負(fù)擔(dān)，也不能產(chǎn)生熱能。非晶和薄膜轉(zhuǎn)化效率極低且浪費單 位面積下日照資源。因此，如何尋找新材料、新結(jié)構(gòu)來提高太陽能使用效率，降低成本，成為 太陽能技術(shù)得到大規(guī)模普及應(yīng)用所必須解決的問題。

實用新型內(nèi)容發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種太陽能發(fā) 電集熱裝置的高能模組，以實現(xiàn)具有結(jié)構(gòu)簡單，光電轉(zhuǎn)化效率高，光電和光熱綜合使用率高 達(dá)80 % 90 %以上，環(huán)境適用性強等優(yōu)點。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，至少包括1個單模組，所述的單模組包括 相互連接的頂板、底板和2個端面板；在頂板上設(shè)有聚光鏡片，在底板上設(shè)有用于接收聚光 鏡片聚集的光源的發(fā)電集熱組件和聚光槽。在所述的頂板的兩側(cè)各設(shè)有一個圓弧形側(cè)板，在圓弧形側(cè)板的邊緣上設(shè)有內(nèi)勾， 在底板的兩個側(cè)邊上各設(shè)有1個垂直向上的聚光側(cè)板，在聚光側(cè)板的頂端設(shè)有外勾，所述 的頂板與底板通過內(nèi)勾和外勾的相互配合使用而連接成一體。所述的聚光側(cè)板為透光板，在其內(nèi)表面上設(shè)有膜層。在所述的聚光鏡片上設(shè)有直線型微溝。所述的聚光槽為U型聚光槽，在其內(nèi)表面上設(shè)有膜層。所述的聚光槽為3個，平行 設(shè)置在底板上表面上。所述的發(fā)電集熱組件為包括相互連接的集熱水管和二次發(fā)電集熱組件，包括依次 連接的第一發(fā)電層、第一絕緣層、第二發(fā)電層、第二絕緣層和冷卻層；所述的第一發(fā)電層為 由至少2個直線III-V族半導(dǎo)體電池芯片排列組成的點線聚焦發(fā)電層。在所述的第一發(fā)電層和第二發(fā)電層上均設(shè)有保護電路。所述的保護電路具有受控電子開關(guān)裝置作為保護設(shè)備。所述的受控電子開關(guān)裝置具有控制電路和由所述控制電路控制的開關(guān)設(shè)備，其中所述開關(guān)設(shè)備與至少一個太陽能電池并聯(lián)，并且在該太陽能電池被遮蔽或損壞的情況下由 所述控制電路至少暫時地加偏壓，使得實現(xiàn)用于被遮蔽或損壞的太陽能電池的電流旁路。所述的控制電路設(shè)置存儲電容器。所述的保護電路設(shè)置兩個彼此相對極化的晶體管，MOSFET作為開關(guān)元件。在所述的單模組的端面板上設(shè)有用于除塵、除水的呼吸口。在所述的端面板上設(shè)有同軸的轉(zhuǎn)動裝置。所述的為轉(zhuǎn)動裝置為設(shè)有中孔的齒輪軸，齒輪軸的外圈設(shè)有外齒輪結(jié)構(gòu)。所述的單模組為帶有弧形拐角的立體梯形形狀。所述的的轉(zhuǎn)動裝置外圈是外齒輪結(jié)構(gòu)與電站大系統(tǒng)的支撐相連，用于回轉(zhuǎn)固定； 內(nèi)圈分別布置冷、熱水管道和電源管道與外部相連。所述的呼吸口可專門用排氣、沙、塵、等裝置，減少模組內(nèi)由于水、氣、塵粒影響光 線的聚焦產(chǎn)生內(nèi)部的散射、折射現(xiàn)象.所述的高能模組，與靈活多變的一維自動追日驅(qū)動支架、電源儲能、逆變系統(tǒng)和 PLC遠(yuǎn)近程控制等設(shè)備組裝后，可置于屋頂、陽臺、窗戶、南墻等用于建筑一體化；可置于海 灘、沙漠、丘陵、山峰，用于大型電站；可置于火車、汽車、電動車、輪船、飛行器、便攜式自提 可移動的物體；安裝方式采用水平鋪設(shè)、疊加、懸掛、傾斜、梯形等任意方位組合。所述的高能模組可以根據(jù)發(fā)電量的大小進行變化尺寸，例如通過增加單模組的數(shù) 量或增大鏡片的面積來實現(xiàn)。在所述的高能模組上可增設(shè)防靜電、雷擊等設(shè)備，還可以增加指南針，利于高能模 組的安裝和定位。本實用新型的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，模組采用東(早晨)和西(晚上) 方向、敞口、傾斜一定角度設(shè)計與常規(guī)方型直角模組相比，不存在早晚日照陰暗問題；模組 南北每天及一年四季方向兩側(cè)板同模壓鑄或灌注熱壓工藝加工成擴展式菱形面，與底面箱 體無縫隙結(jié)合，外面充分聚光，內(nèi)側(cè)再次槽式聚焦；底面上設(shè)計有一次成型的多個U型聚光 槽，適應(yīng)于二次聚光的弧形面、弧形內(nèi)側(cè)經(jīng)過鍍膜產(chǎn)生高反射面，弧形面外側(cè)，即芯片兩側(cè) 墻，也經(jīng)過鍍膜產(chǎn)生兩側(cè)散光再次聚光，用于二次聚光，二次聚光的用途是產(chǎn)生熱源，讓超 導(dǎo)熱管再次加熱；模組東西向兩段側(cè)有對應(yīng)同軸的轉(zhuǎn)動機構(gòu)外部裝有刻度顯示，供手動 和自動控制，與電站大系統(tǒng)的支撐相連，用于回轉(zhuǎn)固定，內(nèi)圈分別布置冷、熱水管道和電源 管道與外部相連。有益效果本實用新型的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的優(yōu)點有結(jié)構(gòu)簡單， 設(shè)計巧妙，簡化了設(shè)備安裝方向，無需二維所需要復(fù)雜的PLC和追日儀、驅(qū)動機構(gòu)、跟蹤支 架設(shè)備等成本的投入，只需一維驅(qū)動簡單裝置多方位接收太陽光，不需時刻調(diào)節(jié)模組的方 位；兩側(cè)上部為弧形透明材料或直接為鏡片弧形結(jié)構(gòu)一次壓縮成型。同時安裝底部的復(fù)合 二次發(fā)電和換熱器更加方便安裝維護，發(fā)電和換熱效率更加高。

圖1是太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的單模組的剖視圖。圖2是圖1中的A的放大圖。圖3是單模組的聚光鏡片的局部放大剖視圖。[0031]圖4是單模組的發(fā)電集熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是單模組的二次發(fā)電集熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是單模組的保護電路設(shè)計原理圖。圖7是單模組的同軸轉(zhuǎn)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的多模組結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的解釋。如圖1和圖2所示，為本實用新型的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的單模組。該單模組包括相互連接的頂板1和底板2 ；在頂板1上設(shè)有聚光鏡片3，在底板2上設(shè)有用于 接收聚光鏡片3聚集的光源的發(fā)電集熱組件4和聚光槽5。在頂板1的兩側(cè)各設(shè)有一個圓弧形側(cè)板6，在圓弧形側(cè)板6的邊緣上設(shè)有內(nèi)勾9， 在底板2的兩個側(cè)邊上各設(shè)有1個垂直向上的聚光側(cè)板7，在聚光側(cè)板7的頂端設(shè)有外勾 10，頂板1與底板2通過內(nèi)勾9和外勾10的相互配合卡緊而連接成一體。如圖3所示，是設(shè)置在頂板1上的聚光鏡片5，在聚光鏡片5的下表面上設(shè)有直線 型微溝51，在直線型微溝51之間設(shè)有空白區(qū)域52，在空白區(qū)域52兩側(cè)的直線型微溝51，以 空白區(qū)域52的中心線為對稱線，呈對稱設(shè)置。在聚光鏡片5的上表面上設(shè)有膜層，用于增 加陽光通透率，并同時使鏡片具有自潔功能。如圖4所示，為發(fā)電集熱組件。發(fā)電集熱組件包括連接成一體的集熱水管8和二 次發(fā)電集熱組件4。集熱水管8設(shè)置在聚光槽5內(nèi)，吸收聚光槽5所聚集的光的熱量。如圖5所示，為二次發(fā)電集熱組件4。二次發(fā)電集熱組件4包括依次連接的第一發(fā) 電層41、第一絕緣層42、第二發(fā)電層43、第二絕緣層44和冷卻層45 ；所述的第一發(fā)電層41 為由至少2個直線III-V族半導(dǎo)體電池芯片排列組成的點線聚焦發(fā)電層。第一絕緣層42 與第二絕緣層44相同，均為陶瓷層。第二發(fā)電層43為溫差電池芯片層，通過2個側(cè)面的溫 度差，進行第二次發(fā)電。冷卻層45可以為水冷層或風(fēng)冷層，當(dāng)為水冷層時，在超導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置 冷卻介質(zhì)進行水冷；當(dāng)為風(fēng)冷層時，可以設(shè)置散熱器進行風(fēng)冷。其中，直線III-V族半導(dǎo)體 電池芯片根據(jù)實際需要而進行設(shè)定，數(shù)量越多，所產(chǎn)生的電能也將越多，設(shè)置的位置，優(yōu)選 對準(zhǔn)聚光鏡片5的空白區(qū)域52，這樣這一全部吸收從聚光鏡片5所聚集的平行光線。如圖6所示，是保護電路設(shè)計原理。在第一發(fā)電層41和第二發(fā)電層43上均設(shè)有 保護電路。保護電路具有受控電子開關(guān)裝置作為保護設(shè)備。受控電子開關(guān)裝置具有控制電 路和由所述控制電路控制的開關(guān)設(shè)備，其中所述開關(guān)設(shè)備與至少一個太陽能電池并聯(lián)，并 且在該太陽能電池被遮蔽或損壞的情況下由所述控制電路至少暫時地加偏壓，使得實現(xiàn)用 于被遮蔽或損壞的太陽能電池的電流旁路?？刂齐娐吩O(shè)置存儲電容器。保護電路設(shè)置兩個 彼此相對極化的晶體管，MOSFET作為開關(guān)元件。1，2，η均指直線III-V族半導(dǎo)體電池芯片 或溫差電池芯片，η不小于2，根據(jù)實際需要進行設(shè)定。聚光側(cè)板7為透光板，在其內(nèi)表面上設(shè)有膜層。聚光槽5為U型聚光槽，在其內(nèi) 表面上設(shè)有膜層。聚光槽5設(shè)有若干個，當(dāng)發(fā)電集熱組件設(shè)置為2組時，聚光槽5可以為3 個，平行設(shè)置在底板2上表面。聚光側(cè)板7、聚光槽5和底板2在制作過程中，一次成型，這 樣可以形成無縫結(jié)合。[0044]如圖7所示，為設(shè)置在高能模組2個端面上的同軸轉(zhuǎn)動裝置。轉(zhuǎn)動裝置為設(shè)有中 孔13的齒輪軸11，齒輪軸11的外圈設(shè)有外齒輪結(jié)構(gòu)12。外齒輪結(jié)構(gòu)12與電站大系統(tǒng)的 支撐相連，用于回轉(zhuǎn)固定；中孔13分別布置冷、熱水管道和電源管道與外部相連。在單模組 的兩端還可設(shè)有用于除塵、除水的呼吸口。呼吸口可專門用排氣、沙、塵、等裝置，減少模組 內(nèi)由于水、氣、塵粒影響光線的聚焦產(chǎn)生內(nèi)部的散射、折射現(xiàn)象。如圖8所示，是高能模組的多模組結(jié)構(gòu)。多模組包括1個以上的單模組組成，根據(jù) 實際需要可以設(shè)置為2個、3個和3個以上。每個單模組為帶有弧形拐角的立體梯形形狀。本實用新型的高能模組，可以與靈活多變的一維自動追日驅(qū)動支架、電源儲能、逆 變系統(tǒng)和PLC遠(yuǎn)近程控制等設(shè)備組裝后，可置于屋頂、陽臺、窗戶、南墻等用于建筑一體化； 可置于海灘、沙漠、丘陵、山峰，用于大型電站；可置于火車、汽車、電動車、輪船、飛行器、便 攜式自提可移動的物體；安裝方式采用水平鋪設(shè)、疊加、懸掛、傾斜、梯形等任意方位組合。本實用新型的高能模組可以根據(jù)發(fā)電量的大小進行變化尺寸，例如通過增加單模 組的數(shù)量或增大鏡片的面積來實現(xiàn)。在所述的高能模組上可增設(shè)防靜電、雷擊等設(shè)備，還可以增加指南針，利于高能模 組的安裝和定位。
權(quán)利要求一種太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于至少包括1個單模組，所述的單模組包括相互連接的頂板、底板和2個端面板；在頂板上設(shè)有聚光鏡片，在底板上設(shè)有用于接收聚光鏡片聚集的光源的發(fā)電集熱組件和聚光槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于在所述的頂 板的兩側(cè)各設(shè)有一個圓弧形側(cè)板，在圓弧形側(cè)板的邊緣上設(shè)有內(nèi)勾，在底板的兩個側(cè)邊上 各設(shè)有1個垂直向上的聚光側(cè)板，在聚光側(cè)板的頂端設(shè)有外勾，所述的頂板與底板通過內(nèi) 勾和外勾的相互配合使用而連接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的聚光 側(cè)板為透光板，在其內(nèi)表面上設(shè)有膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于在所述的聚 光鏡片上設(shè)有直線型微溝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的聚光 槽為U型聚光槽，在其內(nèi)表面上設(shè)有膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的 聚光槽為3個，平行設(shè)置在底板上表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的發(fā)電 集熱組件為包括相互連接的集熱水管和二次發(fā)電集熱組件，所述的二次發(fā)電集熱組件包括 依次連接的第一發(fā)電層、第一絕緣層、第二發(fā)電層、第二絕緣層和冷卻層；所述的第一發(fā)電 層為由至少2個直線III-V族半導(dǎo)體電池芯片排列組成的點線聚焦發(fā)電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于在所述的第 一發(fā)電層和第二發(fā)電層上均設(shè)有保護電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的保護 電路具有受控電子開關(guān)裝置作為保護設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的受控 電子開關(guān)裝置具有控制電路和由所述控制電路控制的開關(guān)設(shè)備，其中所述開關(guān)設(shè)備與至少 一個太陽能電池并聯(lián)，并且在該太陽能電池被遮蔽或損壞的情況下由所述控制電路至少暫 時地加偏壓，使得實現(xiàn)用于被遮蔽或損壞的太陽能電池的電流旁路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的控 制電路設(shè)置存儲電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的 保護電路設(shè)置兩個彼此相對極化的晶體管，MOSFET作為開關(guān)元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于在所述的單 模組的端面板上設(shè)有用于除塵、除水的呼吸口。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于在所述的端 面板上設(shè)有同軸的轉(zhuǎn)動裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 動裝置為設(shè)有中孔的齒輪軸，齒輪軸的外圈設(shè)有外齒輪結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，其特征在于所述的單模 組為帶有弧形拐角的立體梯形形狀。專利摘要本實用新型公開了一種太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組。該太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組，至少包括1個單模組，所述的單模組包括相互連接的頂板、底板和2個端面板；在頂板上設(shè)有聚光鏡片，在底板上設(shè)有用于接收聚光鏡片聚集的光源的發(fā)電集熱組件和聚光槽。本實用新型的太陽能發(fā)電集熱裝置的高能模組的優(yōu)點有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，簡化了設(shè)備安裝方向，無需二維所需要復(fù)雜的PLC和追日儀、驅(qū)動機構(gòu)、跟蹤支架設(shè)備等成本的投入，只需一維驅(qū)動簡單裝置多方位接收太陽光，不需時刻調(diào)節(jié)模組的方位；兩側(cè)上部為弧形透明材料或直接為鏡片弧形結(jié)構(gòu)一次壓縮成型。同時安裝底部的復(fù)合二次發(fā)電和換熱器更加方便安裝維護，發(fā)電和換熱效率更加高。
文檔編號F24J2/06GK201639512SQ20092028277
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者袁長勝 申請人:袁長勝