專(zhuān)利名稱(chēng)：聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電聯(lián)供裝置，尤其涉及一種利用高 效聚光器采集太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電和供熱的裝置。
背景技術(shù)：
隨著全球生態(tài)環(huán)境的變化，傳統(tǒng)化能源的危機(jī)，各國(guó)均在 尋找環(huán)保的可再生能源。太陽(yáng)能就是可再生能源中開(kāi)發(fā)潛力最 大的新能源。因此許多工作者發(fā)明了太陽(yáng)能發(fā)電電池和太陽(yáng)能 熱水器來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電和供熱的目的，但目前市場(chǎng)上的太陽(yáng) 能發(fā)電裝置又因?yàn)樾实驮斐杀靖摺⒄加每臻g面積大，難以達(dá) 到大規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)又很少見(jiàn)到一整套既能發(fā)電又能制熱的， 同時(shí)是高效的，且制造成本低的產(chǎn)品。因此開(kāi)發(fā)高效發(fā)電發(fā)熱 且占用空間面積小，耗用太陽(yáng)能硅材料電池少的熱電聯(lián)供裝 置，是目前太陽(yáng)能利用技術(shù)的研究熱點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種聚光式太陽(yáng)能熱 電聯(lián)供裝置，該聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置既能高效發(fā)電，又 能供熱且同時(shí)耗用材料成本低和占地空間又小。
本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一 種聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置，包括聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器、 保溫水箱、支承托架、冷水進(jìn)口、熱水出口和電源輸出接口， 聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器設(shè)于保溫水箱的下方，聚光式熱電聯(lián)供 發(fā)生器中換熱水管的出水口與保溫水箱內(nèi)腔連通，聚光式熱電 聯(lián)供發(fā)生器和保溫水箱設(shè)于支承托架上，冷水進(jìn)口與聚光式熱 電聯(lián)供發(fā)生器內(nèi)的換熱水管進(jìn)水口相連通，熱水出口與保溫水 箱的內(nèi)腔相通且設(shè)于保溫水箱的下部，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器 內(nèi)的太陽(yáng)能電池片電流輸出端與電源輸出接口相接。 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器由透明玻璃板、聚光透鏡、 太陽(yáng)能電池片、金屬導(dǎo)熱板、換熱水管、保溫材料、后背板和 隔熱邊框組成，透明玻璃板、金屬導(dǎo)熱板和后背板間隔設(shè)于隔 熱邊框中，透明玻璃板與金屬導(dǎo)熱板之間形成光透過(guò)腔，金屬 導(dǎo)熱板和后背板之間形成保溫腔，聚光透鏡設(shè)于透明玻璃板的 下面，太陽(yáng)能電池片固定于金屬導(dǎo)熱板的上面，太陽(yáng)能電池片 的數(shù)量與聚光透鏡的數(shù)量相等，聚光透鏡的聚光焦點(diǎn)恰在對(duì)應(yīng) 太陽(yáng)能電池片的上面，換熱水管固定于金屬導(dǎo)熱板的下面且太 陽(yáng)能電池片恰分布于換熱水管正上方，換熱水管處于保溫腔 中，保溫腔中填充保溫材料。所述的太陽(yáng)能電池片為非晶硅多片層電池和ni/v族半導(dǎo)體層組成的高效電池中的一種。所述透明玻璃板相對(duì)金屬導(dǎo)熱板的距離可以調(diào)節(jié)，形成可 調(diào)距離的光透過(guò)空腔體。所述太陽(yáng)能電池片和換熱水管分別用銀與金屬導(dǎo)熱板的 上、下面焊接。所述透明玻璃板的上表面鍍有Si02和Ti02減反射膜中的 一種。本實(shí)用新型的有益效果是本例中的聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生 器不大量使用硅太陽(yáng)能電池片，僅少量使用非晶硅電池片或 III/V族半導(dǎo)體太陽(yáng)能高效電池片；不使用玻璃真空集熱管， 僅少量使用紫銅管，節(jié)約了昂貴的硅材料資源和玻璃真空集熱 管，降低了材料制造成本；利用菲涅爾透鏡原理將太陽(yáng)能光聚 集到一體，使電池片髙效發(fā)電，同時(shí)使用電池片與傳熱金屬板 和紫換熱銅管集成化換熱技術(shù)，使太陽(yáng)光的大部分熱能被水吸 收，達(dá)到高效發(fā)電制熱的目的。因此聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器設(shè) 于熱電聯(lián)供裝置中時(shí)能高效發(fā)電，又能供熱且同時(shí)耗用材料成 本低和占地空間小。


圖1為本實(shí)用新型示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器剖面圖； 圖3為本實(shí)用新型所述太陽(yáng)能電池、金屬導(dǎo)熱板和換熱水管組成的一體化換熱器示意圖。圖1中箭頭為水流方向，圖3中100 -電池片接線(xiàn)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例 一種聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置，包括聚光式 熱電聯(lián)供發(fā)生器l、保溫水箱2、支承托架3、冷水進(jìn)口 4、熱 水出口 5和電源輸出接口 6，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1設(shè)于保 溫水箱2的下方，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1中換熱水管的出水 口與保溫水箱2內(nèi)腔通過(guò)連接管7相連通，聚光式熱電聯(lián)供發(fā) 生器1和保溫水箱2設(shè)于支承托架3上，冷水進(jìn)口 4與聚光式 熱電聯(lián)供發(fā)生器l內(nèi)的紫銅換熱水管進(jìn)水口相連通，熱水出口 5與保溫水箱2的內(nèi)腔相通且設(shè)于保溫水箱2的下部，冷水進(jìn) 口 4、聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1內(nèi)的紫銅換熱水管、連接管7、 保溫水箱2和熱水出口 5構(gòu)成水流通道，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生 器l內(nèi)的太陽(yáng)能電池片電流輸出端與電源輸出接口 6相接。所述的聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1由透明玻璃板11、菲涅 爾聚光透鏡21、太陽(yáng)能電池片31、金屬導(dǎo)熱板41、紫銅換熱 水管51、保溫材料61、后背板71和隔熱邊框8組成，透明玻 璃板11、金屬導(dǎo)熱板41和后背板71間隔設(shè)于隔熱邊框8中， 透明玻璃板11與金屬導(dǎo)熱板41之間形成光透過(guò)腔9，金屬導(dǎo) 熱板41和后背板71之間形成保溫腔10，菲涅爾聚光透鏡21 設(shè)于透明玻璃板11的下面，太陽(yáng)能電池片31固定于金屬導(dǎo)熱 板41的上面，太陽(yáng)能電池片31的數(shù)量與菲涅爾聚光透鏡21 的數(shù)量相等，菲涅爾聚光透鏡21的聚光焦點(diǎn)恰在對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能 電池片31的上面，紫銅換熱水管固定于金屬導(dǎo)熱板41的下面 且太陽(yáng)能電池片31恰分布于換熱水管正上方，換熱水管處于 保溫腔10中，保溫腔10中填充保溫材料61，由太陽(yáng)能電池 片31、金屬導(dǎo)熱板41和紫銅換熱水管51固接連成一體化太 陽(yáng)能電池?fù)Q熱器，保溫材料可以用玻璃纖維，也可以是聚胺脂 發(fā)泡材料。所述的太陽(yáng)能電池片31為非晶硅多片層電池和III/V 族半導(dǎo)體層組成的高效電池中的一種。所述聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1中的透明玻璃板11相對(duì) 金屬導(dǎo)熱板41的距離可以調(diào)節(jié)(如透明玻璃板11在隔熱邊框 8中可上下移動(dòng)，這為同領(lǐng)域技術(shù)人員不需付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即 可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段，本例不在詳述)，形成可調(diào)距離的光透過(guò) 空腔體9，以此來(lái)保證太陽(yáng)能聚光后的焦點(diǎn)射在太陽(yáng)能電池片 31的上面。所述太陽(yáng)能電池片31和紫銅換熱水管51分別用銀與金屬 導(dǎo)熱板41的上、下面焊接，形成一體化太陽(yáng)能發(fā)電換熱器。所述透明玻璃板H的上表面鍍有Si02和Ti02減反射膜 中的一種。所述的聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器1可以設(shè)置多個(gè)，進(jìn)行串 并聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)更多發(fā)電量和更大發(fā)熱量。本實(shí)用新型的具體應(yīng)用例，其安裝聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器 面積為1平方米、菲涅爾透鏡100個(gè)，每個(gè)面積0. 01平方米， 同時(shí)安裝100個(gè)每個(gè)面積為1平方厘米的III/V電池片，讓菲 涅爾透鏡的焦點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的照到太陽(yáng)能電池片上.在1平方米 的鋁導(dǎo)熱板背面焊接10根直徑為32毫米、長(zhǎng)度為1100毫米 和厚度為1.2毫米的紫銅換熱水管。同時(shí)在聚光式熱電聯(lián)供發(fā)
生器1上面安裝一個(gè)80kg水容量的保溫水箱。當(dāng)陽(yáng)光照射聚 光式熱電聯(lián)供發(fā)生器的透明玻璃時(shí)，95%以上的陽(yáng)光被吸引經(jīng) 菲涅爾透鏡聚焦成100個(gè)焦點(diǎn)分別照射在100個(gè)太陽(yáng)能電池片 上，這時(shí)太陽(yáng)能電池片每小時(shí)可發(fā)出電量約300w以上，而耗 用電池總面積只為0. 1平方米。如用傳統(tǒng)方法0. 1平方米的 III/V族半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池每小時(shí)只能發(fā)電20-30w左右。該 技術(shù)使太陽(yáng)能電池發(fā)電量增加了十倍以上，節(jié)約了昂貴的太陽(yáng) 能電池。同時(shí)被聚焦的太陽(yáng)光中的紅外光被太陽(yáng)能電池吸引后 又迅速轉(zhuǎn)化為熱量被金屬導(dǎo)熱板傳導(dǎo)給紫銅換熱水管，給紫銅 換熱水管中的水加熱，加熱后的水又源源不斷地被送入保溫水 箱。該裝置的熱能利用效率可達(dá)80%以上。因此該本實(shí)用新型 是一個(gè)高效率發(fā)電制熱二合一的低成本有著廣闊應(yīng)用市場(chǎng)的 多功能環(huán)保裝置。以上應(yīng)用實(shí)例中設(shè)置的聚光型發(fā)電制熱裝置如要加大發(fā) 電和制熱量，只需加大聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器的面積或進(jìn)行多 組矩陣組合進(jìn)行串并聯(lián)即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下當(dāng)太陽(yáng)光照射到聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器上時(shí)，由于透明玻 璃上減反射膜的作用，95%左右的陽(yáng)光經(jīng)菲涅爾透鏡聚集后直 射到與之一一對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能電池片上。聚焦后的太陽(yáng)能光很快 被太陽(yáng)能電池片內(nèi)的半導(dǎo)體吸收，產(chǎn)生"電子一空穴對(duì)"，形 成光生載流子，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接會(huì)源源不斷地產(chǎn)生電流，通過(guò)電 源接線(xiàn)口可以提供給用戶(hù)使用，或充入蓄電池進(jìn)行電能儲(chǔ)存。
聚焦后的太陽(yáng)光中的紅外光很快被太陽(yáng)能電池片吸收轉(zhuǎn)化為 熱量，熱量經(jīng)過(guò)金屬導(dǎo)熱板的傳導(dǎo)，均勻地傳給紫銅換熱水管 里的水，把水加熱。加熱后的水傳遞到保溫水箱中，冷水通過(guò) 冷水進(jìn)口再補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，這樣就源源不斷地產(chǎn)生熱水。同時(shí)由于 水的吸熱和金屬傳熱板的作用，使工作在聚焦光點(diǎn)上的太陽(yáng)能 電池溫度不會(huì)太高，確保工作在額定溫度范圍內(nèi)，保證了電池 片的發(fā)電性能不下降。因此菲涅爾透鏡、太陽(yáng)能電池、金屬導(dǎo) 熱板和紫銅管換熱器的整合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的高效熱電聯(lián) 供功能。
權(quán)利要求1. 一種聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置，其特征是包括 聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器(1)、保溫水箱(2)、支承托架(3)、 冷水進(jìn)口 (4)、熱水出口 (5)和電源輸出接口 (6)，聚光式 熱電聯(lián)供發(fā)生器(1)設(shè)于保溫水箱(2)的下方，聚光式熱電 聯(lián)供發(fā)生器(1)中換熱水管的出水口與保溫水箱(2)內(nèi)腔連 通，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器(1)和保溫水箱(2)設(shè)于支承托 架(3)上，冷水進(jìn)口 (4)與聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器(1)內(nèi) 的換熱水管進(jìn)水口相連通，熱水出口 (5)與保溫水箱(2)的 內(nèi)腔相通且設(shè)于保溫水箱(2)的下部，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生 器(10)內(nèi)的太陽(yáng)能電池片(3)電流輸出端與電源輸出接口 (6)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝 置，其特征是所述聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器(1)由透明玻璃 板(11)、聚光透鏡(21)、太陽(yáng)能電池片(31)、金屬導(dǎo)熱板 (41)、換熱水管(51)、保溫材料(61)、后背板(71)和隔 熱邊框(8)組成，透明玻璃板(11)、金屬導(dǎo)熱板(41)和后 背板(71)間隔設(shè)于隔熱邊框(8)中，透明玻璃板(11)與 金屬導(dǎo)熱板(41)之間形成光透過(guò)腔(9)，金屬導(dǎo)熱板(41) 和后背板(71)之間形成保溫腔(10)，聚光透鏡(21)設(shè)于 透明玻璃板(11)的下面，太陽(yáng)能電池片(31)固定于金屬導(dǎo) 熱板(41)的上面，太陽(yáng)能電池片(31)的數(shù)量與聚光透鏡(21)的數(shù)量相等，聚光透鏡(21)的聚光焦點(diǎn)恰在對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能電池 片(31)的上面，換熱水管固定于金屬導(dǎo)熱板(41)的下面且 太陽(yáng)能電池片(31)恰分布于換熱水管正上方，換熱水管處于 保溫腔(10)中，保溫腔(10)中填充保溫材料(61)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1或2所述的聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供 裝置，其特征是所述的太陽(yáng)能電池片(31)為非晶硅多片層電池和in/v族半導(dǎo)體層組成的高效電池中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置， 其特征是所述透明玻璃板(11)相對(duì)金屬導(dǎo)熱板(41)的距 離可以調(diào)節(jié)，形成可調(diào)距離的光透過(guò)空腔體(9)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置， 其特征是所述太陽(yáng)能電池片(31)和換熱水管(51)分別用 銀與金屬導(dǎo)熱板(41)的上、下面焊接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置， 其特征是所述透明玻璃板(11)的上表面鍍有Si02和Ti02 減反射膜中的一種。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種聚光式太陽(yáng)能熱電聯(lián)供裝置，包括聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器、保溫水箱、支承托架、冷水進(jìn)口、熱水出口和電源輸出接口，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器設(shè)于保溫水箱的下方，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器中換熱水管的出水口與保溫水箱內(nèi)腔連通，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器和保溫水箱設(shè)于支承托架上，冷水進(jìn)口與聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器內(nèi)的換熱水管進(jìn)水口相連通，熱水出口與保溫水箱的內(nèi)腔相通且設(shè)于保溫水箱的下部，冷水進(jìn)口、聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器內(nèi)的換熱水管、保溫水箱和熱水出口構(gòu)成水流通道，聚光式熱電聯(lián)供發(fā)生器內(nèi)的太陽(yáng)能電池片之間由導(dǎo)線(xiàn)相互連接后其輸出端與電源輸出接口相接。本例既能高效發(fā)電，又能供熱且同時(shí)耗用材料成本低和占地空間小。
文檔編號(hào)H01L31/058GK201038174SQ20072003689
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者王龍根, 忠 管, 馬俊和, 平 黃, 黃金鹿 申請(qǐng)人:昆山太得隆機(jī)械有限公司