浮力发电机的太阳能装置和系统的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，尤其是涉及浮力发电机的太阳能装置和系统。

背景技术：

现有技术中，最常见的发电形式主要为火力发电、水力发电和核能发电，由于工业发展以及节能环保理念的深化，传统的燃煤式火力发电机组需大量消耗不可再生能源，且在燃煤的同时排放大量的硫化物及氮化物，对环境造成严重污染，已不能满足绿色经济发展的需要。

为促进低碳环保经济，传统燃煤式发电机组被更多的新能源发电机组所代替，包括风力发电、太阳能发电和生物质能发电等等，但风力发电机组造价成本过高，受天气变化影响大，在无风天气的没有电能产出，一般而言，白天的风量较少而夜晚的风量较大，但负荷的用电规律往往是在白天达到高峰期，夜间处于低谷状态，因此风力发电机的弃风率极高，并网难度大；生物质能等其他新能源发电形式技术尚不成熟，电能产出量少，

相比之下，利用太阳能发电更适应于中国的气候条件，其包括两大类型：一类是太阳能光伏发电，另一类是太阳能光热发电，但一般的太阳能装置只是单一地利用太阳光中紫外线或者红外线中的一种光线的能量，然而放弃任何一种光线的能量都将造成能源的浪费，降低光电转化效率，并且光伏发电的成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供浮力发电机的太阳能装置和系统，实现了紫外线和红外线的分离，并充分利用了两种光线分别做功制氢，最终带动浮力发电机发电，提高了太阳能发电的利用率，充分利用了可再生能源，节能环保，绿色循环。

第一方面，本实用新型实施例提供了浮力发电机的太阳能装置，包括：光伏电池、光学玻璃、聚光吸收器、支架和浮力发电机；

用于吸收紫外线并将所述紫外线转换为直流电的所述光伏电池设置在透射所述紫外线的所述光学玻璃下侧，所述光学玻璃与所述支架相连接，所述聚光吸收器设置在所述支架的接合处并且位于所述光学玻璃的凹面侧，以使所述光学玻璃反射的红外线能聚焦在所述聚光吸收器上，所述聚光吸收器将吸收所述红外线的热能，以使制氢机分别利用所述紫外线产生的电能和所述红外线的热能使制氢机制造氢气，并利用所述氢气带动所述浮力发电机产生电能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述支架包括第一支架和第二支架。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一支架的一端与所述光学玻璃的一端相连接，所述第一支架的另一端通过所述聚光吸收器和所述第二支架的一端相连接，所述第二支架的另一端与所述光学玻璃的另一端相连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述聚光吸收器位于所述第一支架的另一端与所述第二支架的一端的接合处。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述光学玻璃的前后两面均设置有避免所述光学玻璃产生污渍的防水薄膜。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述光学玻璃为抛物凹槽形。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括固定座，所述固定座与所述光伏电池相连接，用于为所述装置提供支撑。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括制氢机，用于利用聚光吸收器产生的电能制备氢气，以使浮力发电机利用氢气进行发电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括蒸汽发生器和氢气收集加热器。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种浮力发电机的太阳能系统，包括如上所述的浮力发电机的太阳能装置。

本实用新型提供浮力发电机的太阳能装置和系统，包括：光伏电池、光学玻璃、聚光吸收器、支架和浮力发电机；用于吸收紫外线并将紫外线转换为直流电的光伏电池设置在透射紫外线的光学玻璃下侧，光学玻璃与支架相连接，聚光吸收器设置在支架的接合处并且位于光学玻璃的凹面侧，以使光学玻璃反射的红外线能聚焦在聚光吸收器上，聚光吸收器将吸收红外线的热能，以使制氢机制造氢气，并利用氢气带动浮力发电机产生电能。本实用新型实现了紫外线和红外线的分离，并充分利用两种光线分别做功制氢，最终带动浮力发电机发电，提高了太阳能发电的利用率，充分利用可再生能源，节能环保，绿色循环。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置的断面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一浮力发电机的太阳能装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置中链轮的具体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置工作原理示意图；

图6为本实用新型实施例提供的浮力发电机示意图。

图标：

1-光伏电池；2-光学玻璃；3-聚光吸收器；4-支架；41-第一支架；42-第二支架；5-防水薄膜；6-固定座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，由于传统的火力发电机组容易对空气造成污染的弊端的日益凸显，基于此，本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置和系统，实现了紫外线和红外线的分离，并充分利用两种光线分别做功制氢，最终带动浮力发电机发电，提高了太阳能发电的利用率，充分利用可再生能源，节能环保，绿色循环。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种浮力发电机的太阳能装置进行详细介绍。

图1为本实用新型实施例提供的浮力发电机的太阳能装置的断面结构示意图。

参照图1，浮力发电机的太阳能装置包括：光伏电池1、光学玻璃2、聚光吸收器3、支架4和浮力发电机；

用于吸收紫外线并将紫外线转换为直流电的光伏电池1设置在透射紫外线的光学玻璃2下侧，光学玻璃2与支架4相连接，聚光吸收器3设置在支架4的接合处并且位于光学玻璃2的凹面侧，以使光学玻璃2反射的红外线能聚焦在聚光吸收器3上，聚光吸收器3将吸收红外线的热能，以使制氢机分别利用紫外线产生的电能和红外线的热能使制氢机制造氢气，并利用氢气带动浮力发电机产生电能。

具体地，光伏电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。本实用新型实施例以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为例，太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

光学玻璃2可透射紫外线，并反射红外线。将光学电池1设置在专门用于透射紫外线的光学玻璃2下侧，可以充分吸收太阳光中的紫外线，并直接将紫外线转化为电能。相比于传统发电方式，利用光伏电池发电无枯竭危险，干净无污染，不受资源分布地域的限制，并且可在用电处就近发电，供电系统工作可靠。

需要说明的是，如图2所示，为了充分利用太阳光中的能量，避免能源的浪费，加入了可使红外线做功的组件。光学玻璃2为横截面为抛物线形的凹面机构，将聚光吸收器3设置在支架4的接合处，并且位于光学玻璃2的凹面侧，设置地点应为聚光效果最显著的地方，以使光学玻璃2反射的红外线能聚焦在聚光吸收器3上，这样聚光吸收器3又将太阳光中的红外线热能收集起来，并将热能依次传递给热水调压器和蒸汽发生器，最终进入制氢机中制造氢气；同时，制氢机也充分利用光伏发电产生的电能，由光伏电池产生的电能依次通过220V直流输出控制器和电控设备传送给制氢机，浮力发电机的太阳能装置的工作原理示意图可参照图5，可以看出，一套设备分别利用了两种光线做功，从而使制氢机产生氢气，这里的制氢机为高压制氢机。该浮力发电机的太阳能装置可以有效利用太阳光中80％的光能和热能，融合光伏发电和光热发电各自的优点，最大化地利用太阳光中的能量，节能环保，有效解决能源紧缺的问题。

根据本实用新型的示例性实施例，支架4包括第一支架41和第二支架42。

具体地，如图2所示，太阳能装置设置有两个支架，分别为第一支架和第二支架，由于支架在一定程度上会阻碍太阳光到达光学玻璃2的路径，降低对太阳光的利用效果，因此也可设置一个支架，只要能够对聚光吸收器3形成良好的固定作用即可。此外，支架也可设置在其他优选位置，甚至在支架上设计可以吸收太阳能的机构，来弥补这部分太阳能的损失，图2中仅给出了一种优选的支架设置方案。

根据本实用新型的示例性实施例，第一支架41的一端与光学玻璃2的一端相连接，第一支架41的另一端通过聚光吸收器3和第二支架42的一端相连接，第二支架42的另一端与光学玻璃2的另一端相连接。

具体地，如图2所示，第一支架41的一端固定在光学玻璃2的最高点，第一支架41的另一端与聚光吸收器3相连接，第二支架42的一端固定在光学玻璃2的最低点，第二支架42的另一端与聚光吸收器3相连接，以此将聚光吸收器3固定在聚光效果最显著的位置，一般地，该聚光吸收器3能将平行于旋转抛物面主轴的入射太阳直接辐射会聚于焦点，在焦点处获得高温，并将其热量吸收。

根据本实用新型的示例性实施例，聚光吸收器3位于第一支架41的另一端与第二支架42的一端的接合处。

具体地，图3为聚光吸收器3的工作原理示意图，由光学玻璃2反射的红外线将聚焦在聚光吸收器上，该聚光吸收器为长条管状。

根据本实用新型的示例性实施例，光学玻璃的前后两面均设置有避免光学玻璃产生污渍的防水薄膜5。

具体地，由于防水薄膜的作用使得易于清洗落在上面的灰尘，保证光学组件最大限度地与阳光接触直射。

根据本实用新型的示例性实施例，光学玻璃2为抛物凹槽形。

具体地，光学玻璃2和光学电池1均为横截面为抛物凹槽形的凹面机构。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括固定座6，固定座6放置于底面上与光伏电池1相连接，用于为整体装置提供支撑。

具体地，固定座6将利用太阳能发电的部分托起，使光学玻璃形成可以充分吸收太阳能的较佳倾斜角度。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括制氢机，用于制备氢气，以使浮力发电机利用氢气进行发电。

具体地，该制氢机为高压制氢机。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括发电机，用于利用聚光吸收器将吸收的热能进行发电，以使制氢机制备氢气。

具体地，为更高效的制备氢气，设计合成了一种新型电解水催化剂CoO/CoSe2(氧化亚钴/二硒化钴)。这种新催化剂合成方法简单，成本廉价，其在中性环境中能耗较低而产氢效率很高，有着很好的工业应用前景，该催化剂是一种镶嵌型纳米复合材料，能在中性环境中高效稳定地同时催化产氢和产氧(即电流通过水时，在阴极通过还原水形成氢气，在阳极则通过氧化水形成氧气)。电解水制备氢气是一种高效的制备洁净、可持续能源氢燃料的技术，而电解水催化剂的优劣决定了电能转化为氢能的效率。目前，铂和二氧化钌等贵金属材料电解水催化剂虽然性能较好，但因其储量稀少、价格昂贵而不适用于大规模的工业生产。近年来通过研究成功合成了多种电解水催化剂，使制氢成本一降再降，只有获得高压，低成本的氢气，才能为下一步的浮力发电机创造条件。

制氢是需要电能的，采用太阳能作为制氢的能源，利用聚光吸收器吸收的红外线的热能产生电能，制氢机利用热能和紫外线产生的光伏电能作为制氢的能源，就实现了绿色环保，零污染，高效率，低成本的新型能源装置，为了提高太阳能的利用率，采用最新型的光热复合式太阳能，使太阳能的利用率达到80％以上，利用了20％的光伏发电及60％的光热发电，并且就近发电就近使用，节省了传输成本及设备。

需要说明的是，浮力发电机包括链轮，链轮的具体结构可参照图4，链轮整体浸泡在水箱中，链轮的链带上设置有若干个圆顶气包，每个圆顶气包与通气管道相连接，左边的圆顶气包用氢气在液体中的浮力,把圆顶气包引力抵消,右边的圆顶气包为溢出内部氢气的圆顶气包，内部只有水，因此右边的圆顶气包可以利用引力作功，从而转化为机械能最终带动发电机发电。具体地，链轮包括上链轮和下链轮，气包的底面平面设置有气包口。当气包到达下链轮时与永久磁铁相遇，电磁阀自动打开，高压氢气充入气包，产生浮力向上运动，水的压力越大，浮力越大，当气包随链带旋转到达上链轮时，气包口由底面位置转到上面，氢气向上运动，自动进入氢气收集加热器，此时气包继续向下运动，在水的压力作用下氢气全部溢出，没有气体的气包下降时，阻力很小。另外，如图6所示，浮力发电机必须是一个具有高塔深井的工程，为保证一定的可行性，设定地上的高度大约100m，地下的深度200m，这样的设置可使发电机所产生的浮力成几何倍数的增长，充分利用了大自然中现成的引力以及氢气在水中的浮力，结合太阳能的电能和热能，对可再生能源进行了最大化的利用，有效缓解能源紧缺污染问题，起到了四两拨千斤的作用。

本实用新型提供浮力发电机的太阳能装置和系统，包括：光伏电池、光学玻璃、聚光吸收器、支架和浮力发电机；用于吸收紫外线并将紫外线转换为直流电的光伏电池设置在透射紫外线的光学玻璃下侧，光学玻璃与支架相连接，聚光吸收器设置在支架的接合处并且位于光学玻璃的凹面侧，以使光学玻璃反射的红外线能聚焦在聚光吸收器上，聚光吸收器将吸收红外线的热能，以使制氢机制造氢气，并利用氢气带动浮力发电机产生电能。本实用新型实现了紫外线和红外线的分离，并充分利用两种光线分别做功制氢，最终带动浮力发电机发电，提高了太阳能发电的利用率，充分利用可再生能源，节能环保，绿色循环。

本实用新型实施例所提供的浮力发电机的太阳能装置和系统，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。