專利名稱：太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電制熱器，尤其是一種利用太陽 能量進行光伏發(fā)電和制熱水的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種可再生能源，已被各國普遍重視和應(yīng)用。 市場上利用太陽能的產(chǎn)品不外乎利用太陽能光伏特性發(fā)電的 太陽能電池和太陽紅外光及輻射原理設(shè)計的太陽能熱能利用的太陽能熱水器。太陽能電池由于轉(zhuǎn)換效率低約為10-20%左 右，再加上價格昂貴，目前很難普及應(yīng)用。太陽能熱水器僅能 把太陽光中的熱量吸引被人們應(yīng)用，但不能把太陽可見光中的 光能量轉(zhuǎn)化為電能。如果能在很低成本的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種既 能利用太陽光發(fā)電又能提供熱能的器具將會使綠色環(huán)保的太 陽能應(yīng)用更為廣泛，是人類迫切需要的。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種太陽能聚光型高效發(fā) 電制熱器，該太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器發(fā)電量高且能制熱 又成本較低易于普及。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種 太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，包括聚光透鏡、太陽能電池片、 金屬電池襯底、換熱水管、保溫層、固定支架和平面透明玻璃， 換熱水管外表面由保溫層包覆，金屬電池襯底設(shè)于換熱水管表 面，太陽能電池片設(shè)于金屬電池襯底上表面，太陽能電池片露 出保溫層，固定支架設(shè)于換熱水管上面，固定支架與換熱水管 表面形成中空腔體，固定支架上面設(shè)有平面透明玻璃，平面透 明玻璃下面設(shè)有聚光透鏡，聚光透鏡處于中空腔體中，聚光透 鏡的聚光焦點處于對應(yīng)薄膜太陽能電池片上。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是所述聚光透鏡為菲涅爾聚光透鏡且設(shè)有多個，多個聚光 透鏡)均勻間隔設(shè)于平面透明玻璃下面。 所述聚光透鏡由透明玻璃制成。 所述聚光透鏡由透明塑料制成。所述平板透明玻璃的上面鍍有Ti02和Si02減反射膜中的一種。所述太陽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。各太陽能電池片間相互串接。所述金屬電池襯底為不銹鋼、鋁和紫銅中的一種，且與 紫銅換熱水管用銀焊接在一起。所述保溫層為玻璃纖維和聚胺脂發(fā)泡塑料中的一種材料制成。所述換熱水管兩端分別為進水口和出水口 。所述固定支架相對換熱水管可上下伸縮和旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，發(fā)電量大， 傳熱效果好等優(yōu)點。菲涅爾聚光透鏡和高效太陽能電池片的組 合應(yīng)用，節(jié)約了大量的太陽能電池片，并且使太陽能電池片的 發(fā)電效率顯著提高。紫銅換熱水管傳熱技術(shù)代替太陽能熱水器 的真空集熱管，減少了因爆管問題帶來的維修麻煩，將太陽能 發(fā)電裝置和太陽能熱水器功能合二為一，減少了占地空間，節(jié) 約了材料成本，是今后發(fā)展大規(guī)模太陽能熱電聯(lián)供裝置的核心 部件。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖3為本發(fā)明的組合應(yīng)用圖。
具體實施方式
實施例 一種太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，包括聚光透鏡l、太陽能電池片2、金屬電池襯底3、換熱水管4、保溫 層5、固定支架6和平面透明玻璃7，換熱水管4外表面由保 溫層5包覆，金屬電池襯底3 (起導(dǎo)熱作用)設(shè)于換熱水管4 表面，太陽能電池片2設(shè)于金屬電池襯底3上表面，太陽能電 池片2露出保溫層5，固定支架6設(shè)于換熱水管4上面，固定 支架6與換熱水管4表面形成中空腔體，固定支架6上面設(shè)有平面透明玻璃7，平面透明玻璃7下面設(shè)有聚光透鏡1，聚光 透鏡1處于中空腔體中，聚光透鏡1的聚光焦點處于對應(yīng)薄膜 太陽能電池片2上。所述聚光透鏡1為菲涅爾聚光透鏡且設(shè)有多個，多個聚光透鏡1均勻間隔設(shè)于平面透明玻璃7下面。 所述聚光透鏡1由透明玻璃制成。 所述聚光透鏡1由透明塑料制成，(如聚烯烴)。 所述平板透明玻璃7的上面(為朝陽光的一面)鍍有Ti02和Si02減反射膜中的一種，這樣能夠增加入射光的接收和表面自潔功能。所述太陽能電池片2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。各太陽能電池片2間相互串接，便于電流的產(chǎn)生和輸出。 所述金屬電池襯底3為不銹鋼、鋁和紫銅中的一種(當(dāng)然還有多種)，且與紫銅換熱水管4用銀焊接在一起，便于熱交換。所述保溫層5為玻璃纖維和聚胺脂發(fā)泡塑料中的一種材 料制成。所述換熱水管4兩端分別為進水口和出水口。(進水口、 出水口設(shè)計為快裝接口8，便于安裝和拆卸維修清理，及便于連接進出水管或組件的串并聯(lián)，擴大發(fā)電制熱容量)所述固定支架6相對換熱水管4可上下伸縮和旋轉(zhuǎn)(為常用技術(shù))，以此調(diào)節(jié)聚光透鏡相對太陽能電池片2的距離和 角度，使聚光透鏡的聚焦點始終處于太陽能電池片2的上面。按以上實施方式技術(shù)方案設(shè)置發(fā)電制熱器，如要增加電量
和增加熱水供應(yīng)量，按圖3所示的組合應(yīng)用圖進行聯(lián)接擴容， 達到設(shè)計需要的發(fā)電量和制熱量。
本發(fā)明專利的工作過程及原理如下
當(dāng)太陽光照到太陽能聚光型發(fā)電制熱器的平板玻璃7上
時，平板玻璃7的下方順序整齊排列的菲涅爾聚光透鏡1將陽 光聚光后一一對應(yīng)射在太陽能電池片2上，這時太陽能電池片 2內(nèi)部由于光生伏打原理會源源不斷發(fā)出電流。由于聚焦后的 太陽能光束具有很大的能量，因此相同面積的太陽能電池發(fā)出 的電量是正常太陽光照射時產(chǎn)生電量的數(shù)十至數(shù)百倍，從而達 到了聚光高效發(fā)電的目的。同時節(jié)約了太陽能電池片的使用面 積，降低了發(fā)電裝置的制造成本。另一方面，由于紅外輻射能 量的存在，太陽能電池片2會快速升溫，太陽光中的熱量將通 過太陽能電池片2的襯底金屬材料7快速傳遞給紫銅換熱水管 4，由紫銅換熱水管4傳遞給管內(nèi)的水，將水加熱。加熱達到 一定溫度的水被控制流走，或送入儲水箱。這樣把聚焦后太陽 光中的熱能經(jīng)過水的傳遞被人們可靠利用。同時水的冷卻作用 又確保了太陽能電池片2工作在可靠的溫度環(huán)境下，達到了高 效發(fā)電和供熱的目的。實現(xiàn)了太陽能聚光型發(fā)電制熱器的應(yīng)用 功能。
權(quán)利要求
1.一種太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是包括聚光透鏡(1)、太陽能電池片(2)、金屬電池襯底(3)、換熱水管(4)、保溫層(5)、固定支架(6)和平面透明玻璃(7)，換熱水管(4)外表面由保溫層(5)包覆，金屬電池襯底(3)設(shè)于換熱水管(4)表面，太陽能電池片(2)設(shè)于金屬電池襯底(3)上表面，太陽能電池片(2)露出保溫層(5)，固定支架(6)設(shè)于換熱水管(4)上面，固定支架(6)與換熱水管(4)表面形成中空腔體，固定支架(6)上面設(shè)有平面透明玻璃(7)，平面透明玻璃(7)下面設(shè)有聚光透鏡(1)，聚光透鏡(1)處于中空腔體中，聚光透鏡(1)的聚光焦點處于對應(yīng)薄膜太陽能電池片(2)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱 器，其特征是:所述聚光透鏡(1)為菲涅爾聚光透鏡且設(shè)有 多個，多個聚光透鏡(1)均勻間隔設(shè)于平面透明玻璃(7)下 面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制 熱器，其特征是所述聚光透鏡(1)由透明玻璃制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制 熱器，其特征是所述聚光透鏡(1)由透明塑料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱 器，其特征是所述平板透明玻璃(7)的上面鍍有Ti02和Si02減反射膜中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是所述太陽能電池片(2)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是各太陽能電池片(2)間相互串接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱 器，其特征是所述金屬電池襯底(3)為不銹鋼、鋁和紫銅 中的一種，且與紫銅換熱水管(4)用銀焊接在一起。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是所述保溫層(5)為玻璃纖維和聚胺脂發(fā)泡塑料中的一種材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是所述換熱水管(4)兩端分別為進水口和出水口。
11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，其特征是所述固定支架(6)相對換熱水管(4)可上下伸縮和旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能聚光型高效發(fā)電制熱器，包括聚光透鏡、太陽能電池片、金屬電池襯底、換熱水管、保溫層、固定支架和平面透明玻璃，換熱水管外表面由保溫層包覆，金屬電池襯底設(shè)于換熱水管表面，太陽能電池片設(shè)于金屬電池襯底上表面，太陽能電池片露出保溫層，固定支架設(shè)于換熱水管上面，固定支架與換熱水管表面形成中空腔體，固定支架上面設(shè)有平面透明玻璃，平面透明玻璃下面設(shè)有聚光透鏡，聚光透鏡處于中空腔體中，聚光透鏡的聚光焦點處于對應(yīng)薄膜太陽能電池片上。本例將太陽能發(fā)電裝置和太陽能熱水器功能合二為一，減少了占地空間，節(jié)約了材料成本，是今后發(fā)展大規(guī)模太陽能熱電聯(lián)供裝置的核心部件。
文檔編號H01L31/052GK101304055SQ20071002240
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者王龍根, 忠 管, 馬俊和, 平 黃, 黃金鹿 申請人:昆山太得隆機械有限公司