球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010500579.X

申请日:

2010.09.30

公开号:

CN101963404A

公开日:

2011.02.02

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F24J 2/12申请公布日:20110202|||实质审查的生效IPC(主分类):F24J 2/12申请日:20100930|||公开

IPC分类号:

F24J2/12; F24J2/24; H02N6/00

主分类号:

F24J2/12

申请人:

北京印刷学院

发明人:

张立君

地址:

102600 北京市大兴区黄村兴华北路25号北京印刷学院

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置,该装置通过旋转抛物面的反光聚焦作用接收太阳能,可大幅提高太阳能的接收效率,可用来实现在强光和弱光的环境下太阳能的采集和接收。

权利要求书

1: 一种球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置, 由长方形箱体、 水箱、 冷水管、 热水管、 平面透明盖板和太阳能聚光接收机构构成, 各太阳能聚光接收机构都由一块旋转抛物面反 光镜和一个光能接收器构成, 各太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的开口正对平面 透明盖板, 各个太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛 物面反光镜的焦点上, 其特征是 : 各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一块球形空心导 热腔体和一块球面太阳能电池板构成, 各光能接收器的球面太阳能电池板与该光能接收器 的球形空心导热腔体同心, 各光能接收器的球面太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的 球形空心导热腔体的表面上, 各太阳能聚光接收机构光能接收器的球形空心导热腔体的球 心与该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点相互重合, 太阳能聚光接收机构被分为多组, 各组光能接收器的球形空心导热腔体都通过一根导 热管串接在一起, 各组的导热管的通过热水管和冷水管与水箱相通。

说明书


球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置

    所属技术领域 :
     本发明涉及一种太阳能应用技术, 特别是一种利用旋转抛物面聚光原理接收太阳 能的球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置, 该装置通过旋转抛物面的反光聚焦作用接收 太阳能, 可大幅提高太阳能的接收效率。 背景技术 :
     太阳能是一种清洁能源, 取之不尽、 用之不竭, 也不会造成环境污染, 如今, 无论在 沿海城市, 还是在内陆城市, 太阳能产品正越来越多地进入人们的视野, 太阳能路灯、 太阳 能草坪灯、 太阳能庭院灯、 太阳能楼道灯、 公交站台灯、 交通信号灯等等, 各种太阳能热水器 也已经走近千家万户。 但这些太阳能产品大多数都没有聚光功能, 造成太阳能利用率低下。 太阳能接收元件表面的光强提高一倍, 太阳能接收元件的接收效率将提高一倍, 目前太阳 能产业技术竞争的焦点主要是太阳能接收效率之争, 可见提高接收效率对整个行业重要程 度, 因此能否有效的提高太阳能接收元件的光照强度, 就成为人们利用太阳能时最为关注 的问题。
     近些年, 国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳能聚光接收, 国内也有 类似的试验装置, 但这些装置结构复杂、 体积庞大、 造价高难以在太阳能家用产品上得到推 广。 发明内容 :
     为了克服现有的聚光装置机械结构复杂、 体积庞大、 造价高等缺点 . 本发明针对 现有技术存在的不足, 对现有技术进行了改进, 提出了一种体积小、 结构简单可靠、 成本低 的太阳能聚光接收装置、 它可实现太阳能的聚光接收。
     本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 : 在一个长方形箱体内安装了多个太 阳能聚光接收机构, 在长方形箱体的上方安装了一个水箱, 在长方形箱体的上面盖有一块 平面透明盖板, 平面透明盖板将各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体内, 各太阳能聚 光接收机构整齐排列在长方形箱体内, 各太阳能聚光接收机构都由一块旋转抛物面反光镜 和一个光能接收器构成, 各太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的开口正对平面透明 盖板, 各个太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点位于同一平面上, 各个太阳能 聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点上,
     各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一块球形空心导热腔体和一块球面太阳 能电池板构成, 各光能接收器的球面太阳能电池板与该光能接收器的球形空心导热腔体同 心, 各光能接收器的球面太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的球形空心导热腔体的表 面上, 各太阳能聚光接收机构光能接收器的球形空心导热腔体的球心与该太阳能聚光接收 机构的旋转抛物面反光镜的焦点相互重合,
     太阳能聚光接收机构被分为多组, 各组光能接收器的球形空心导热腔体都通过一 根导热管串接在一起, 各组的导热管的通过热水管和冷水管与水箱相通,当太阳光垂直于平面透明盖板入射时, 通过各旋转抛物面反光镜的反射使反射光 线垂直照射在各光能接收器的球面太阳能电池板上, 光能的一部分通过各光能接收器的球 面太阳能电池板转换为电能, 光能的另一部分通过各光能接收器的球形空心导热腔体转换 为热能, 通过各旋转抛物面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在各光能接收器的球面 太阳能电池板上的太阳光的强度, 因而大幅提高了各光能接收器的光电和光热转换率。
     本发明的有益效果是 : 通过各旋转抛物面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射 在各光能接收器上的太阳光的强度, 因而大幅提高了各光能接收器的光电和光热转换率, 实现了在强光和弱光的环境下都有较高的光电和光热转换率。 附图说明 :
     下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
     图 1 是本发明的整体结构图。
     图 2 是本发明实施例的整体结构图的 A-A 剖视图。
     图 3 是本发明实施例的太阳能聚光接收机构剖视图的放大图。
     图 4 是旋转抛物面的示意图。
     在图 4 的旋转抛物面构成图中 : 旋转抛物面 S, 旋转抛物面的准平面 S1, 旋转抛物 面的顶点 O, 旋转抛物面的焦点 f, 旋转抛物面的对称轴 L。具体实施方式
     在图 1 和图 2 中, 在一个长方形箱体 3-1 内安装了 25 个太阳能聚光接收机构, 25 个太阳能聚光接收机构被分为五组, 在长方形箱体 3-1 的上方安装了一个水箱 8-1, 在长方 形箱体 3-1 的上面盖有一块平面透明盖板 4-1, 平面透明盖板 4-1 将各太阳能聚光接收机构 封闭在长方形箱体 3-1 内, 各太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体 3-1 内, 各太阳能 聚光接收机构都由一块旋转抛物面反光镜和一个光能接收器构成, 各太阳能聚光接收机构 的旋转抛物面反光镜的开口正对平面透明盖板 3-1, 各个太阳能聚光接收机构的光能接收 器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点上。
     图 3 中给出了第一太阳能聚光接收机构的结构, 在图 3 中第一太阳能聚光接收机 构由旋转抛物面反光镜 1-1-1 和光能接收器 1-2-1 构成, 光能接收器 1-2-1 由一个球形空 心导热腔体 5-6 和一个球面太阳能电池板 10-6 构成, 球面太阳能电池板 10-6 与球形空心 导热腔体 5-6 同心, 球面太阳能电池板 10-6 紧密粘合在球形空心导热腔体 5-6 的表面上, 球形空心导热腔体 5-6 的球心与旋转抛物面反光镜 1-1-1 的焦点相互重合,
     球形空心导热腔体 5-6 通过导热管 9-1-3、 冷水管 9-1-2 和热水管 9-1-1 与水箱 8-1 相通,
     当太阳光垂直于平面透明盖板 4-1 入射时, 通过旋转抛物面反光镜 1-1-1 的反射 使反射光线垂直照射在球面太阳能电池板 10-6 上, 光能的一部分通过球面太阳能电池板 10-6 转换为电能, 光能的另一部分通过球形空心导热腔体 5-6 转换为热能, 通过旋转抛物 面反光镜 1-1-1 的反光聚焦作用大幅提高了照射在球面太阳能电池板 10-6 上的太阳光的 强度, 因而大幅提高了光能接收器 1-2-1 的光电和光热转换率, 上述各太阳能聚光接收机 构的结构、 各项尺寸和光能接受过程与第一太阳能聚光接收机构相同。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101963404A43申请公布日20110202CN101963404ACN101963404A21申请号201010500579X22申请日20100930F24J2/12200601F24J2/24200601H02N6/0020060171申请人北京印刷学院地址102600北京市大兴区黄村兴华北路25号北京印刷学院72发明人张立君54发明名称球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置57摘要一种球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置,该装置通过旋转抛物面的反光聚焦作用接收太阳能,可大幅提高太阳能的接收效率,可用来实现在强光和弱光的环境下太阳能的采集和接收。51INTCL19中华人。

2、民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN101963405A1/1页21一种球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置,由长方形箱体、水箱、冷水管、热水管、平面透明盖板和太阳能聚光接收机构构成,各太阳能聚光接收机构都由一块旋转抛物面反光镜和一个光能接收器构成,各太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的开口正对平面透明盖板,各个太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点上,其特征是各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一块球形空心导热腔体和一块球面太阳能电池板构成,各光能接收器的球面太阳能电池板与该光能接收器的球形空心导热腔体同心,各光能。

3、接收器的球面太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的球形空心导热腔体的表面上,各太阳能聚光接收机构光能接收器的球形空心导热腔体的球心与该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点相互重合,太阳能聚光接收机构被分为多组,各组光能接收器的球形空心导热腔体都通过一根导热管串接在一起,各组的导热管的通过热水管和冷水管与水箱相通。权利要求书CN101963404ACN101963405A1/2页3球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置所属技术领域0001本发明涉及一种太阳能应用技术,特别是一种利用旋转抛物面聚光原理接收太阳能的球面采光聚光倍增太阳能热水发电装置,该装置通过旋转抛物面的反光聚焦作用接收太阳能,可大。

4、幅提高太阳能的接收效率。背景技术0002太阳能是一种清洁能源,取之不尽、用之不竭,也不会造成环境污染,如今,无论在沿海城市,还是在内陆城市,太阳能产品正越来越多地进入人们的视野,太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等,各种太阳能热水器也已经走近千家万户。但这些太阳能产品大多数都没有聚光功能,造成太阳能利用率低下。太阳能接收元件表面的光强提高一倍,太阳能接收元件的接收效率将提高一倍,目前太阳能产业技术竞争的焦点主要是太阳能接收效率之争,可见提高接收效率对整个行业重要程度,因此能否有效的提高太阳能接收元件的光照强度,就成为人们利用太阳能时最为关注的问题。0。

5、003近些年,国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳能聚光接收,国内也有类似的试验装置,但这些装置结构复杂、体积庞大、造价高难以在太阳能家用产品上得到推广。发明内容0004为了克服现有的聚光装置机械结构复杂、体积庞大、造价高等缺点本发明针对现有技术存在的不足,对现有技术进行了改进,提出了一种体积小、结构简单可靠、成本低的太阳能聚光接收装置、它可实现太阳能的聚光接收。0005本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在一个长方形箱体内安装了多个太阳能聚光接收机构,在长方形箱体的上方安装了一个水箱,在长方形箱体的上面盖有一块平面透明盖板,平面透明盖板将各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体内,各太阳。

6、能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体内,各太阳能聚光接收机构都由一块旋转抛物面反光镜和一个光能接收器构成,各太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的开口正对平面透明盖板,各个太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点位于同一平面上,各个太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点上,0006各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一块球形空心导热腔体和一块球面太阳能电池板构成,各光能接收器的球面太阳能电池板与该光能接收器的球形空心导热腔体同心,各光能接收器的球面太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的球形空心导热腔体的表面上,各太阳能聚光接收机构光能接收器的球形空心导热腔。

7、体的球心与该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点相互重合,0007太阳能聚光接收机构被分为多组,各组光能接收器的球形空心导热腔体都通过一根导热管串接在一起,各组的导热管的通过热水管和冷水管与水箱相通,说明书CN101963404ACN101963405A2/2页40008当太阳光垂直于平面透明盖板入射时,通过各旋转抛物面反光镜的反射使反射光线垂直照射在各光能接收器的球面太阳能电池板上,光能的一部分通过各光能接收器的球面太阳能电池板转换为电能,光能的另一部分通过各光能接收器的球形空心导热腔体转换为热能,通过各旋转抛物面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在各光能接收器的球面太阳能电池板上的太。

8、阳光的强度,因而大幅提高了各光能接收器的光电和光热转换率。0009本发明的有益效果是通过各旋转抛物面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在各光能接收器上的太阳光的强度,因而大幅提高了各光能接收器的光电和光热转换率,实现了在强光和弱光的环境下都有较高的光电和光热转换率。附图说明0010下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0011图1是本发明的整体结构图。0012图2是本发明实施例的整体结构图的AA剖视图。0013图3是本发明实施例的太阳能聚光接收机构剖视图的放大图。0014图4是旋转抛物面的示意图。0015在图4的旋转抛物面构成图中旋转抛物面S,旋转抛物面的准平面S1,旋转抛物面的顶点O,旋转。

9、抛物面的焦点F,旋转抛物面的对称轴L。具体实施方式0016在图1和图2中,在一个长方形箱体31内安装了25个太阳能聚光接收机构,25个太阳能聚光接收机构被分为五组,在长方形箱体31的上方安装了一个水箱81,在长方形箱体31的上面盖有一块平面透明盖板41,平面透明盖板41将各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体31内,各太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体31内,各太阳能聚光接收机构都由一块旋转抛物面反光镜和一个光能接收器构成,各太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的开口正对平面透明盖板31,各个太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的旋转抛物面反光镜的焦点上。0017图3中给。

10、出了第一太阳能聚光接收机构的结构,在图3中第一太阳能聚光接收机构由旋转抛物面反光镜111和光能接收器121构成,光能接收器121由一个球形空心导热腔体56和一个球面太阳能电池板106构成,球面太阳能电池板106与球形空心导热腔体56同心,球面太阳能电池板106紧密粘合在球形空心导热腔体56的表面上,球形空心导热腔体56的球心与旋转抛物面反光镜111的焦点相互重合,0018球形空心导热腔体56通过导热管913、冷水管912和热水管911与水箱81相通,0019当太阳光垂直于平面透明盖板41入射时,通过旋转抛物面反光镜111的反射使反射光线垂直照射在球面太阳能电池板106上,光能的一部分通过球面太阳能电池板106转换为电能,光能的另一部分通过球形空心导热腔体56转换为热能,通过旋转抛物面反光镜111的反光聚焦作用大幅提高了照射在球面太阳能电池板106上的太阳光的强度,因而大幅提高了光能接收器121的光电和光热转换率,上述各太阳能聚光接收机构的结构、各项尺寸和光能接受过程与第一太阳能聚光接收机构相同。说明书CN101963404ACN101963405A1/2页5图1图2说明书附图CN101963404ACN101963405A2/2页6图3图4说明书附图CN101963404A。

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