一种碳基板式集热太阳能的制作方法

本实用新型涉及太阳能领域，具体涉及一种碳基板式集热太阳能。

背景技术：

太阳能的利用主要是太阳能热水器，而目前市场太阳能热水器大多是单体水热式，主要用于提供生活热水和室内供暖。其主要吸热部件为太阳能全玻璃真空吸热管，平板铝制选择性吸收涂层与铜管复合吸热板，以及闷晒式太阳能吸热器。由于目前以上三种主要吸热部件，都采取水为主的热循环原理，就带来几个不可避免的问题：第一，导热系数小，因为要通过高热容的水，温度升高而循环才能实现能量的转化；第二，存在冻裂隐患，低温下水容易结冰或者金属板热胀冷缩不均，而导致系统的涨裂问题；第三，系统重量大；第四，安全性差，因为系统都存在玻璃部件而容易破裂，而存在安全隐患；第五，稳定性差，因为水质容易在65℃以上开始结垢以及水中杂质的问题，而导致集热系统的效率逐年递减。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型采取了完全不同的技术路线，提供一种碳基板式集热太阳能，能够采用柔性的太阳能光热吸收薄膜的作为太阳能吸收转化的基础，其光热转换部件可弯曲，可折叠，能够实现免水、抗冻和抗风。

一种碳基板式集热太阳能，包括保温层、集热层和导热缘，所述集热层设置于所述保温层中间，所述导热缘与所述保温层和所述集热层边缘相连接；所述保温层包括上透光层和下反光层，所述集热层包括位于所述上透光层和所述下反光层间的石墨烯薄膜。

本新型利用石墨烯的光热吸收效率及纵向隔热和横向导热的热导差，有效的将外界空间的日光三维辐射吸收转化为热量二维传导至导热缘，简单高效，并促进太阳能的短时速热。

优选的，所述石墨烯薄膜为气相沉积镀膜。所述石墨烯镀膜厚度低，柔性和均匀度好，能够更有利于热量的纵向保温和横向传导。并且气相沉积镀膜与所述保温层结合紧密，降低散射和反射带来的热量损失。

进一步，所述导热缘包括保温管、导热卷和热管，所述保温管材料为透明高分子材料，与所述保温层外缘连接；所述导热卷为碳纤维或碳纳米管编织布卷，所述导热卷边缘与所述集热层相连；所述热管包裹于所述导热卷内。优选的，所述热管为含有汽化热媒的铜管。所述热媒优选为环戊烷。所述导热缘能够进一步吸收保温层散射或反射至四周边缘的辐射热，并且能够高效地将集热层吸收的二维热能，进行进一步线性集热并一维传导。

在本新型的一些实施方式中，所述下反光层中心底部设置有固定座，所述上透光层和所述下反光层材料为聚碳酸酯。本新型中央集热区域为全柔性材质，不仅能够有效抗风，抗冻，并且在固定座拉伸作用下，使所述集热层呈碗状弧面，更有效的聚集辐射热能，进一步降低日光散射。

本实用新型所带来综合效果包括：

本新型采用利用石墨烯薄膜吸收太阳能并横向传导，纵向钝化保温的传热技术。实现了太阳能集热部件的可弯曲、可折叠、抗冻、抗风和抗载荷，

附图说明

图1是本实用新型实施例1碳基板式集热太阳能透视结构俯视示意图。

图2是本实用新型实施例1碳基板式集热太阳能纵截面结构示意图。

其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种碳基板式集热太阳能，包括保温层1、集热层2和导热缘3，所述集热层2设置于所述保温层1中间，所述导热缘3与所述保温层1和所述集热层2边缘相连接；所述保温层1包括上透光层11和下反光层12，所述集热层2包括位于所述上透光层11和所述下反光层12间的石墨烯薄膜21。

本实施例利用石墨烯的光热吸收效率及纵向隔热和横向导热的热导差，有效的将外界空间的日光三维辐射吸收转化为热量二维传导至导热缘3，简单高效，并促进太阳能的短时速热。

所述石墨烯薄膜21为气相沉积镀膜。所述石墨烯镀膜21厚度低，柔性和均匀度好，能够更有利于热量的纵向保温和横向传导。并且气相沉积镀膜与所述保温层1结合紧密，降低散射和反射带来的热量损失。

所述导热缘3包括保温管31、导热卷32和热管33，所述保温管31材料为透明高分子材料聚碳酸酯，与所述保温层1外缘连接；所述导热卷32为碳纳米管编织布卷，所述导热卷32边缘与所述集热层2相连；所述热管33包裹于所述导热卷32内。所述热管33为含有汽化热媒的铜管。所述热媒为环戊烷。所述导热缘3能够进一步吸收保温层1散射或反射至四周边缘的辐射热，并且能够高效地将集热层2吸收的二维热能，进行进一步线性集热并一维传导。

在本实施方式中，所述下反光层12中心底部设置有固定座4，固定座4与建筑屋顶或外墙固定连接，所述上透光层11和所述下反光层12材料为聚碳酸酯。本实施例中央集热区域为全柔性材质，不仅能够有效抗风，抗冻，并且在固定座4拉伸作用下，使所述集热层2呈碗状弧面，更有效的聚集辐射热能，进一步降低日光散射。

实施例2

本实施例采用实施例1所述太阳能进行实施，不同之处在于，所述集热层还包括石墨吸热层；所述石墨吸热层设置于，所述上透光层和下反光层之间的两石墨烯薄膜中间。该石墨吸热层能够更有效的吸收聚集的辐射热能，并且在两层石墨烯的保温并传导作用下，达到闷热的效果，促进热量转化。

以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。