專利名稱：太陽能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種適于軍用單兵電源供電、野外太陽 能供電或個人家庭供電的太陽能綜合發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能的利用主要分為光利用和熱利用。太陽能熱利用主要分為兩 個方面一是太陽能熱水器，二是光熱發(fā)電。目前，作為太陽能光熱利用代表之一的太陽能 熱水器在我國已經(jīng)初具規(guī)模，中國業(yè)已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)和銷售國。相 比之下，太陽能光熱發(fā)電技術(shù)才剛剛起步。太陽能光熱發(fā)電主要是指太陽能集熱器把收集 到的太陽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)來產(chǎn)生電能。一 般適合于較大的發(fā)電系統(tǒng)，且由于太陽光照射的能量分布密度小，需要占用巨大面積；同時 獲得的電能同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)，即太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在早晚或者云遮間 隙必須依靠儲存穩(wěn)定的能量才能維持系統(tǒng)正常運行，因此必須采取蓄熱措施，這是太陽能 光熱發(fā)電不可缺少的部分。而對于微型或者小型太陽能熱發(fā)電裝置采用蓄熱通過蒸汽循環(huán) 來發(fā)電則不實際。就太陽能光伏發(fā)電而言，由于太陽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，更需要聚光裝置聚光和蓄熱。即使采用蓄熱材料蓄熱， 也不能完全保證白天所蓄熱量夠晚上發(fā)電所用。此外目前對于太陽能光熱、光電綜合利用 發(fā)電的研究還未見報道。傳統(tǒng)的光伏發(fā)電也通常只有一面面對太陽光，熱能利用率低，發(fā)電 效率不高。
實用新型內(nèi)容本實用新型首要解決的技術(shù)問題是，提供一種太陽能利用率高、發(fā)電效率更高的 小型太陽能發(fā)電裝置；更進一步要解決的技術(shù)問題是，降低現(xiàn)有太陽能發(fā)電裝置對陽光的 依耐性，使其具備全天候發(fā)電的特點，特別適用于單兵電源供電、野外太陽能供電或個人家 庭供電。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型中采用了如下的技術(shù)方案一種太陽能發(fā)電裝置，包括光電板和聚光鏡，其特點在于，所述聚光鏡包括對應(yīng)設(shè) 置于光電板上方的凸透式聚光鏡和對應(yīng)設(shè)置于光電板下方的反射式聚光鏡。這樣，本實用 新型技術(shù)方案中，同時設(shè)計了兩種聚光鏡形式，故對于小型的太陽能發(fā)電裝置來說，可以極 大地增加了對太陽光的吸收效率，故提高了裝置發(fā)電效率。方案中所述光電板即指太陽能 光電板，屬于成熟的現(xiàn)有產(chǎn)品。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)化，還包括蓄熱箱體，所述蓄熱箱體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料，蓄 熱箱體上方緊貼設(shè)置有與凸透式聚光鏡對應(yīng)的光電板，蓄熱箱體下方緊貼設(shè)置有與發(fā)射式 聚光鏡對應(yīng)的光電板；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊，所述溫差發(fā)電模塊的高溫端一側(cè)與蓄熱箱 體相鄰設(shè)置，溫差發(fā)電模塊的另一側(cè)為低溫端且與一設(shè)置的水流通道相鄰。這樣，當(dāng)白天太 陽光照強的時候，光電板來不及轉(zhuǎn)化的熱能可以存儲在蓄熱箱體內(nèi)，當(dāng)晚上或者天陰時候，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不及轉(zhuǎn)化的太陽能存儲后利用，進 一步提高了太陽能轉(zhuǎn)化率；同時還可以在天陰或者天黑后繼續(xù)發(fā)電，降低了發(fā)電裝置對陽 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 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高溫端 和低溫端，當(dāng)高溫端和低溫端存在溫差時，溫差發(fā)電模塊就會自動利用溫差進行發(fā)電，利用 溫差發(fā)電模塊制造的發(fā)電機無需任何機械運動，具有體積小，重量輕，免維護，無噪音，無污 染等優(yōu)點，適宜應(yīng)用于太陽能，廢能再利用等領(lǐng)域。作為進一步優(yōu)化，其特征在于所述水流通道進水端與冷水儲存箱連接，另一端與 熱水儲存箱連接。這樣，當(dāng)利用溫差發(fā)電模塊發(fā)電時，來自冷水儲存箱的冷水經(jīng)過水流通道 后被加熱，進入熱水儲存箱儲存，可提供部分熱水。進一步提高熱能利用率。作為再一步優(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，催化燃燒通道內(nèi)設(shè)置有顆粒狀的催化燃燒催化劑，如Pt/Al203、Pd/Al203等等，所述催 化燃燒通道進口端與燃料和氧化劑容置體相連，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，可開啟燃料和 氧化劑瓶，使得燃料和氧化劑流過催化燃燒通道經(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)電熱量來源，可使得本實用新型在夜晚和完全陰天等情況下實 現(xiàn)發(fā)電。達到全天候供電的目的。實施時，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。作為進一步優(yōu)化，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，達到保護環(huán)境的目的。所述二氧化碳吸收器為成熟的 現(xiàn)有技術(shù)，一般可采用一個盛裝有二氧化碳吸附劑材料的容置體，當(dāng)二氧化碳通過其內(nèi)時 即被吸附掉。作為進一步優(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)，本實用新型具有如下有益效果1、本實用新型同時設(shè)計了兩種聚光鏡形式，故對于小型的太陽能發(fā)電裝置來說， 可以極大地增加了對太陽光的吸收效率，故提高了裝置發(fā)電效率。同時，更進一步地，本實 用新型采用蓄熱材料收集太陽能并通過溫差發(fā)電的方式實現(xiàn)太陽能的熱利用；而目前太陽 能蓄熱裝置多用于大型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，且所用的發(fā)電方式是傳統(tǒng)的蓄熱材料加熱蒸汽 的后推動汽機的發(fā)電方式，因而可以做到裝置的小型化、微型化，可供單兵電源和家庭供電 所用。[0014]2、本實用新型采用上下雙聚光系統(tǒng)按一定聚光比提高光強，不僅可以增加光伏發(fā)電的面積和發(fā)電功率，還可提高蓄熱材料中的傳熱；而傳統(tǒng)的光伏發(fā)電通常只有一面即面 對太陽光的一面，因此即使采用蓄熱由于傳熱過程是從蓄熱材料上部傳到下部，效果不是 很理想；雙面聚光可以提高蓄熱速率。3、本實用新型采用溫差發(fā)電技術(shù)將蓄熱材料所蓄的太陽能轉(zhuǎn)化為電量，同時蓄熱 不足部分由化石燃料催化燃燒作為補充供熱，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，因此達到零排放，并使得太陽能光、熱發(fā)電裝置做到 全天候發(fā)電。4、本實用新型采用金屬翅片強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是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施實例和附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。具體實施時，如圖1所示，一種太陽能發(fā)電裝置，包括光電板1和聚光鏡，所述聚光 鏡包括對應(yīng)設(shè)置于光電板上方的凸透式聚光鏡2和對應(yīng)設(shè)置于光電板下方的反射式聚光 鏡3。具體地說，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)置有一個與凸透式聚光鏡2對應(yīng)的光電板1，蓄熱箱體4下方緊貼設(shè)置有一個與發(fā) 射式聚光鏡3對應(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進水端與冷水儲存箱8連接，另一端與熱水儲存箱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。具體實施時，所述溫差發(fā)電模塊6 是沿蓄熱箱體4四周設(shè)置有四組；同時匹配地，催化燃燒通道10位于蓄熱箱體4與四組溫 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施方式
及其附圖僅僅是對本實用新型進一步的說明而不是 限定。比如，所述冷水儲存箱8和熱水儲存箱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)利要求一種太陽能發(fā)電裝置，包括光電板和聚光鏡，其特征在于，所述聚光鏡包括對應(yīng)設(shè)置于光電板上方的凸透式聚光鏡和對應(yīng)設(shè)置于光電板下方的反射式聚光鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征在于，還包括蓄熱箱體，所述蓄熱箱體 內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料，蓄熱箱體上方緊貼設(shè)置有與凸透式聚光鏡對應(yīng)的光電板，蓄熱箱體下 方緊貼設(shè)置有與發(fā)射式聚光鏡對應(yīng)的光電板；還設(shè)置有溫差發(fā)電模塊，所述溫差發(fā)電模塊 的高溫端一側(cè)與蓄熱箱體相鄰設(shè)置，溫差發(fā)電模塊的另一側(cè)為低溫端且與一設(shè)置的水流通 道相鄰。
3.如權(quán)利要求2所述的，太陽能發(fā)電裝置，其特征在于所述水流通道進水端與冷水儲 存箱連接，另一端與熱水儲存箱連接。
4.如權(quán)利要求2所述的太陽能發(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。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能發(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。
6.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的太陽能發(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。
7.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的太陽能發(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。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能發(fā)電裝置，包括光電板和聚光鏡，其特點在于，所述聚光鏡包括對應(yīng)設(shè)置于光電板上方的凸透式聚光鏡和對應(yīng)設(shè)置于光電板下方的反射式聚光鏡。這樣，本實用新型技術(shù)方案中，同時設(shè)計了兩種聚光鏡形式，故對于小型的太陽能發(fā)電裝置來說，可以極大地增加了對太陽光的吸收效率，故提高了裝置發(fā)電效率。
文檔編號H02N6/00GK201656851SQ20102019192
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者安子龍, 崔文智, 李偉, 李隆鍵, 王 鋒 申請人:重慶大學(xué)