專利名稱:一種聚光及聚熱的太陽能板設備的制作方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種能源裝置,尤其是指一種能夠聚光及聚熱的太陽能板設備。
背景技術(shù):
太陽能是取之不盡的可再生能源,因此在市場上已出現(xiàn)了利用太陽能作為能源的多種類型的設備,例太陽能電池板、太陽能熱能設備等。目前市場上提供的太陽能電池板、太陽能熱能設備中,其光能、熱能收集方法是采用吸熱的方法、吸光的方法;其光能、熱能的收集設備(太陽能板)大多采用平面形式、管狀形式、槽形或拋物面形式。這一類產(chǎn)品的太陽能板設備占地面積大,而對太陽能的光能、熱能的聚熱效應、聚光效應卻一般。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題,提供一種能夠增加太陽光的采光面積,減少太陽能設備的占地面積,并能提高聚光、聚熱效率的聚光及聚熱的太陽能板設備。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于包括如下結(jié)構(gòu)一個框托架,由耐高溫材料制成,所述框托架的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框,所述圍框內(nèi)設置具有至少一個孔的孔狀托架,所述圍框底部置有框托架底板至少一個聚能器,每個聚能器由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體,并置于所述框托架的圍框內(nèi)孔狀托架的每個孔內(nèi),所述聚能器的器壁由外壁以及緊貼所述外壁的內(nèi)壁組成,所述外壁由吸光、吸熱材料制成,所述內(nèi)壁是采用反光材料制成的光反射層,所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形,能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射,使所述每個聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應;聚能器底板,置于所述至少一個聚能器的下方,并固定于所述框托架上,所述聚能器底板由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
所述聚能器底板與所述聚能器的底部之間或緊密相連,或相離;相離時每個聚能器呈孔狀,相連時每個聚能器呈杯狀。
在所述至少一個聚能器的上方,設置一個固定于所述框托架上的封閉所述至少一個聚能器的由透明、透光材料制成的保溫防護層,使整塊所述太陽能板設備處于封閉狀態(tài)。
所述至少一個聚能器內(nèi)采用真空封閉。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的集熱管板,并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)設置一層保溫材料層。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的太陽能電池板,并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)置有電池板組件。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板采用作為熱能板使用的集熱管板。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板采用作為光電能板的太陽能電池板。
所述太陽能板設備是弧形狀板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的效果本發(fā)明的聚光及聚熱的太陽能板設備的實施效果本發(fā)明太陽能板設備增加了太陽光的采光接觸面積,增強了太陽能光能、熱能的聚光、聚熱效應,節(jié)約了太陽能板的占地面積。另外,本發(fā)明的太陽能板設備可以作為太陽能電池板或熱能板使用,將電能或熱能傳輸至蓄電池、用電設備或熱能使用設備、儲熱設備、溫控設備,因此,本發(fā)明的太陽能板設備可作為暖氣設備、空調(diào)設備中提供熱能、電能的配套設施。本發(fā)明太陽能板的微型結(jié)構(gòu)可以用在各種太陽能電器上,如太陽能燈、太陽能手機、太陽能航空警示等等。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果,以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
圖1是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實施例之一的平面示意圖;圖2是圖1的太陽能板縱深方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是圖1、圖2中的每個聚能器的結(jié)構(gòu)放大示意圖;圖4是太陽能板為熱能板時聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖;圖5是太陽能板為電池板時聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖;圖6是太陽能板為熱能板時聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖;圖7是太陽能板為電池板時聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖;圖8是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實施例之二的平面示意圖。
具體實施例方式
下面,結(jié)合附圖對本發(fā)明的聚光及聚熱的太陽能板設備的實施方式進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實施例之一的平面示意圖。
圖2是圖1的太陽能板縱深方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示,本發(fā)明的太陽能板設備100不是一個實芯的平面型板材,而是由框托架結(jié)構(gòu)102以及置于框托架結(jié)構(gòu)內(nèi)的至少一個聚能器101組成。
所述太陽能板設備100是弧形狀板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
上述框托架102是由耐高溫材料制成,所述框托架102的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框,所述圍框內(nèi)設置具有至少一個孔的孔狀托架,所述圍框底部置有框托架底板??蛲屑?02留有槽線,作為各個聚能器101傳輸電能、熱能的管線支架。
框托架102結(jié)構(gòu)由圍框與孔狀托架壓封而成,孔狀托架與每個聚能器101相連處有安裝孔,以固定所述聚能器101,易于使用,結(jié)構(gòu)牢固。
本發(fā)明中還包括聚能器底板12,該聚能器底板12置于所述至少一個聚能器101的下方,并固定于所述框托架102上,所述聚能器底板12由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
上述至少一個聚能器101的結(jié)構(gòu)參見圖3。
圖3是圖1、圖2中的每個聚能器的結(jié)構(gòu)放大示意圖如圖3所示,本發(fā)明的太陽能板設備100中的聚光、聚熱采用的形式是利用每個聚能器101的器壁聚光、聚熱。
下面結(jié)合圖3,對本發(fā)明的每個聚能器101的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
每個聚能器101是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁11構(gòu)成的中空體,并置于所述框托架102的圍框內(nèi)孔狀托架的每個孔內(nèi),所述聚能器101的器壁11由外壁111以及緊貼所述外壁111的內(nèi)壁112組成,所述外壁111由吸光、吸熱材料制成,所述內(nèi)壁112是采用反光材料制成的光反射層,所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形,能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射,使所述每個聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應。
所述聚能器底板12與所述聚能器101的底部之間或緊密相連,或相離;相離時每個聚能器101呈孔狀,相連時每個聚能器呈杯狀。
所述至少一個聚能器101內(nèi)可以采用真空封閉。
為了使聚能器101的儲能效果更佳,在所述至少一個聚能器101的上方,設置一個固定于所述框托架102上的封閉所述至少一個聚能器101的由透明、透光材料制成的保溫防護層10,使至少一個聚能器101處于封閉狀態(tài)。保溫防護層10的材質(zhì)可以是鋼化玻璃、石英玻璃,為抵抗環(huán)境和機械的影響提供高效的保護,對直射光和散射光具有很高的透射率。
聚能器101的器壁11由外壁111以及緊貼外壁111的內(nèi)壁112組成。
外壁111由太陽能電池組或集熱管板制成。
內(nèi)壁112是采用光反射層。
外壁111以及內(nèi)壁112以及聚能器底板12視不同的用途,采用不同的材料。
圖4是太陽能板為熱能板時聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示,當所述的太陽能板100作為熱能板時,外壁11b采用能聚熱的集熱管板(如可以采用市場定制的銅制集熱管板,該集熱管的形狀可以是橢圓形、或正方形、或長方形等)。此時,內(nèi)壁11a采用吸熱的光反射材料(如可以采用銀鍍層的光反射材料)。聚能器底板12b采用如外壁11b一樣的集熱管板(沒有光反射層),如圖6所示,圖6是太陽能板為熱能板時聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖。如圖4、6所示,為了達到更好的保溫效果,在用集熱管板作為外壁11b及聚能器底板12b時,在外壁11b及聚能器底板12b的外側(cè)及框托架結(jié)構(gòu)側(cè)板設置一層保溫材料層11c(如可采用聚氨酯保溫層)。
圖5是太陽能板為電池板時聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示,當所述的太陽能板100作為電池板時,外壁11e采用能聚光的太陽能電池板(采用市場供應的太陽能電池板(如紅外線光伏電池組件)。此時,內(nèi)壁11d采用能穿透不可見光的光反射材料(如真空鍍介子膜的藍石英玻璃層)。聚能器底板12e采用如外壁11e一樣的太陽能電池板(沒有光反射層),如圖7所示,圖7是太陽能板為電池板時聚能底板的結(jié)構(gòu)圖。如圖5、7所示,太陽能板為電池板時,在外壁11e及聚能底板12e的外側(cè)置有電池板組件11f。
本發(fā)明太陽能板設備100作為太陽能電池板設備時,通過光能轉(zhuǎn)換成電能,與太陽能控制器蓄電池、各類耗電設備電器或與供電系統(tǒng)相連接,組成太陽能發(fā)電蓄電設備。
本發(fā)明太陽能板設備100作為太陽能熱能板設備時,通過太陽熱能轉(zhuǎn)換成物理熱能(如熱水、熱油、熱氣等),傳輸至儲熱設備、溫控設備、熱能使用設備(如暖氣設備、太陽能空調(diào)設備等),組成太陽能熱能設備。
根據(jù)需要本發(fā)明太陽能板設備100也可以由以下材料組成所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁112采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板12采用如所述外壁111一樣的集熱管板,并在所述外壁111及所述聚能器底板12的外側(cè)設置一層保溫材料層;所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁112采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板12采用如所述外壁111一樣的太陽能電池板,并在所述外壁111及所述聚能器底板12的外側(cè)置有電池板組件;所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁112采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板12采用作為熱能板使用的集熱管板;所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁112采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板12采用作為光電能板的太陽能電池板。
下面對具有上述結(jié)構(gòu)的聚光及聚熱的太陽能板設備的聚能過程進行說明。
本發(fā)明利用光學反射原理對太陽能進行聚光、聚熱。
本發(fā)明是在太陽能板設備100上設置至少一個聚能器101,太陽光在每個聚能器101內(nèi)部通過聚能器101的內(nèi)壁112向內(nèi)、向下的多次反射(如圖1中虛線所示),由于聚能器底板12無光反射層,使太陽光在聚能器101內(nèi)進行充分的聚光聚熱,如果聚能器101高度是h(如圖2所示),則在聚能器101的底部,約1/2h的底部區(qū)域內(nèi)是聚光、聚熱效果最佳的區(qū)域,稱為聚能區(qū)13(如圖3所示),這樣的聚能方式增加了光能、熱能收集的使用效率,顯然比平板式的太陽能板聚能的效率高,實際使用時增加了太陽光的采光接觸面積,增強了太陽能光能、熱能的聚光、聚熱效應,節(jié)約了太陽能板的占地面積。
如果作為電池板,即光電能板時,太陽光經(jīng)具有透明反光材質(zhì)或透明反光涂層的反射層11d時、太陽光紅外線紫外線等各種形式可見、不可見光能一部分可以穿透反射層11d,聚光于孔外壁11b上,另一部分又經(jīng)過反射層11d的多次反射,提高了聚光效率。
此外,本發(fā)明的聚能器101的頂部或太陽能板框托架結(jié)構(gòu)頂部采用了透明透光保溫的封閉方式(使用了保溫層10),增強了設備熱能的保溫聚熱效應,聚能器101內(nèi)或整塊太陽能板封閉區(qū)也可采用真空封閉技術(shù),以減少熱能散發(fā)。
本發(fā)明的太陽能板設備可以作為太陽能電池板或熱能板使用,然后將電能或熱能傳輸至蓄電池、用電設備或熱能使用設備、儲熱設備、溫控設備。本發(fā)明太陽能板設備可提供電能服務、供暖服務、供熱水服務。因此,本發(fā)明可作為暖氣設備、空調(diào)設備中提供熱能、電能的配套設施。
本太陽能板設備的微型結(jié)構(gòu)也可以用在各種太陽能電器上,如太陽能燈、太陽能手機、太陽能航空警示、太陽能手電筒等等。
本太陽能板設備也可以制成是熱能板、電能板的結(jié)合體(如聚能器為太陽能光伏電池組件,與聚能器分離的聚能底板為熱能板組件),最大限度的利用太陽光的光能、熱能這兩種能源。
本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員應當認識到,以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明,而并非用作為對本發(fā)明的限定,只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi),對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
例如太陽能板的表面形狀不限于如圖1所示的太陽能板100的形狀,也可以如圖8所示的太陽能板200的表面形狀,邊框202內(nèi)的聚能器201的孔口可以是正方形或長方形或多邊形或各種圓形。
另外,制作時太陽能板設備100可以制成不同尺寸的單元產(chǎn)品,使用時,根據(jù)需要,或用一個單元的太陽能板設備100,或用數(shù)個單元的太陽能板設備100組裝而成。
權(quán)利要求
1.一種聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于包括如下結(jié)構(gòu)一個框托架,由耐高溫材料制成,所述框托架的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框,所述圍框內(nèi)設置具有至少一個孔的孔狀托架,所述圍框底部置有框托架底板;至少一個聚能器,每個聚能器是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體,并置于所述框托架的圍框內(nèi)孔狀托架的每個孔內(nèi),所述聚能器的器壁由外壁以及緊貼所述外壁的內(nèi)壁組成,所述外壁由吸光、吸熱材料制成,所述內(nèi)壁是采用反光材料制成的光反射層,所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形,能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射,使所述每個聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應;聚能器底板,置于所述至少一個聚能器的下方,并固定于所述框托架上,所述聚能器底板由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述聚能器底板與所述聚能器的底部之間或緊密相連,或相離;相離時每個聚能器呈孔狀,相連時每個聚能器呈杯狀。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于在所述至少一個聚能器的上方,設置一個固定于所述框托架上的封閉所述至少一個聚能器的由透明、透光材料制成的保溫防護層,使整塊所述太陽能板設備處于封閉狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述至少一個聚能器內(nèi)采用真空封閉。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于還包括所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的集熱管板,并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)設置一層保溫材料層。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的太陽能電池板,并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)置有電池板組件。
7.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時,所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料,所述聚能器底板采用作為熱能板使用的集熱管板。
8.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時,所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料,所述聚能器底板采用作為光電能板的太陽能電池板。
9.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設備,其特征在于所述太陽能板設備是弧形狀的板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種聚光及聚熱的太陽能板設備,屬能源裝置,是為解決一般太陽能板占地面積大,聚光、聚熱效率不高而提出的太陽能板設備,包括如下結(jié)構(gòu)一個框托架,由耐高溫材料制成,由一圍框,圍框內(nèi)設置具有至少一個孔的孔狀托架,底部有框托架底板;至少一個聚能器,每個聚能器是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體,并置于框托架的孔狀托架的每個孔內(nèi),聚能器的器壁由外壁及內(nèi)壁組成,外壁由吸光、吸熱材料制成,內(nèi)壁是光反射層,使太陽光在聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射;置于聚能器下方的聚能器底板,由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。本發(fā)明可以作為太陽能電能板設備或熱能板設備使用,為熱能使用設備、電能使用設備提供熱能、電能的配套設施。
文檔編號F24J2/46GK1844793SQ20061002631
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者張紀文, 張心韻 申請人:張紀文