专利名称：一种自动跟踪式太阳能发电及热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能利用技术领域，特别是一种可自动跟随太阳移动的具有发 电及加热生活用水双功能的太阳能利用装置；该装置尤其适合无电地区及牧区使用。
背景技术：
在专利号为200520120563、发明名称为《聚光集热式太阳能温差发电装置》的专 利文献中，公开了一种包括抛物面型聚光罩及支架，温差发电器(机)及支撑杆，贮水箱及 支架、水管系统在内的利用太阳能发电及加热生活用水的装置，该装置虽然具有发电及加 热生活用水两种功能且结构简的特点，但由于采用的是固定式聚光罩，不能随着太阳的移 动而变动采光的方向，吸光量及太阳能利用率低；此外，由于温差发电器等均是裸露在空间 的，冬季在北方及高寒地区使用时，因夜间温度低，温差发电器中的循环水管(热交换管) 及外设水管因内中的残留水结冰，易造成水管冻裂、甚至损坏温差发电器。因而，该装置存 在太阳能利用率及热效率低，北方及高寒地区冬季使用时水管易冻裂、甚至造成温差发电 器的损害，安全可靠性较差等缺陷。
发明内容本实用新型的目的是针对背景技术存在的弊病，改进设计一种全自动跟踪式太阳
能发电及热水装置，以达到提高太阳能利用率及热效率，增大发电和加热水量，以及使用安 全可靠等目的。 本实用新型的解决方案是在背景技术基础上，在聚光罩上设置光照方向的自动跟 踪系统、定时自动修正(调节)聚光罩的方向，使反射光的焦点始终位于温差发电器的采光 面上、以提高太阳能的利用率及热效率；此外，在贮水箱外的循环水管上增设电动水泵，在 日落后将温差发电器热交换管或热交换腔内及外设水管内的残留水抽入贮水箱，以防止夜 间因冰冻造成温差发电器等的损坏；本实用新型即以此实现其发明目的。因此，本实用新型 自动跟踪式太阳能发电及热水装置，包括聚光罩及支架，温差发电器(机)及支撑杆，贮水 箱及支架，含进、出及循环水管在内的水管系统，关键在于在聚光罩及支架上还设有一包含 光敏跟踪器、机械传动机构、驱动电机和蓄电池在内的自动跟踪系统，而温差发电器循环水 管的进、出管口与贮水箱上对应的循环水的出、进水管之间为可伸縮的软管；光敏跟踪器固 定于聚光罩上并随聚光罩转动，驱动电机固定于支撑杆上、机械传动机构分别设于支撑杆 与聚光罩及底座之间并与支撑杆两端紧固联接、而与对应的聚光罩及底座可转动式活动联 接，蓄电池电源输入端通过导线与温差发电器的电源输出端连接、其输出端则与自动跟踪 系统的驱动电机及光敏跟踪器连接，以提供工作电流。 上述设于支撑杆与聚光罩及底座之间机械传动机构分别与对应的聚光罩及底座 可转动式活动联接，其与对应的聚光罩为上、下方向可转动式活动联接，而与底座为左、右 方向可转动式活动联接。为了在日落后将管内的残留水抽入贮水箱内、防止管内的残留水
夜间结冰而造成水管冻裂及损坏温差发电器，在贮水箱循环水进、出水管上均设置一阀门且在其出水管上还设有一电动水泵，该电动水泵的电源接头通过导线与蓄电池的电源输出 接头连接。 本实用新型由于在聚光罩上增设了对光照方向的自动跟踪系统，定时自动修正 (调节)聚光罩的方向，使反射光的焦点始终位于温差发电器的采光面上，从而可将温差发 电器的吸光量及太阳能的利用率和热效率提高60%以上；在温差发电器循环水的进、出水 管上各设置一阀门并在其出水管上设置电动水泵，可在日落后将管内的残留水抽入贮水箱 内、又有效防止了因管内的残留水结冰而造成水管冻裂及损坏温差发电器的弊病。因而， 本实用新型具有吸光量及太阳能的利用率和热效率高，有效提高了装置的发电量和加热水 量，以及使用安全可靠等特点。
图1为本实用新型结构及各部件连接关系示意图。 图中1.底座，2.机械传动系统、2 1.上、下传动机构、2 2.上部传动电机、 2 3.左、右传动机构、2 4.传动带、2 5、下部传动电机，3.支架，4.光敏跟踪器，5.聚 光罩，6.温差发电器、6 1.支撑杆，7.蓄电池，7 1、7 2:导线，8 1.循环水(热水) 出水管、8 2.循环水(冷却水)进水管，9.电动水泵，IO.阀门，ll.贮水箱、11 1.进水 管、11 2.热水出水管，12.贮水箱支架。
具体实施方式
本施方式聚光罩5、温差发电器6及支撑杆6 1 、贮水箱11及其进水管11 1 、 热水出水管11 2均与背景技术相同。自动跟踪系统采用济南市光大电控厂生产的"太阳 灶全自动跟踪装置"，其中光敏跟踪器4固定于聚光罩5上、采光平面与聚光罩罩口平面平 行、跟踪起控角度5-10°可调，原聚光罩的支架本实施方式改为机械传动系统2自带的内 设螺杆的支架，上部传动电机2 2、下部传动电机2 5均为DC12V、12W的微型电机，聚 光罩5的上下(太阳光与地面夹角)调整角度为IO。 -120° 、左右(太阳水平方位角)运 行(调整)角度为0。 -180° ;温差发电器6通过电源导线7 1与蓄电池7的两电源输 入接头连接、而蓄电池7的电源输出接头则通过输出导线7 2分别与光敏跟踪器4、传动 电机2 2及2 5、电动水泵9的正、负极连接并分别向其提供工作电流。运行时光敏跟 踪器4根据太阳光的移动情况，定时(定角度)向传动电机2 2或2 5发出指令，传动 电机2 2或2 5启动并带动聚光罩5上、下或左、右转动5-10°以确保聚光罩5反射光
的焦点始终位于温差发电器的采光面范围内；当最低气温达到ot:时，在日落后首先关闭
循环水进水管8 2上的阀门10、然后开启电动水泵9将管内的残留水抽入贮水箱11后， 再关闭循环水出水管8 l上的阀门10以防止夜间管内的残留水结冰；次日日出时再将两 阀门开启即可。
权利要求一种自动跟踪式太阳能发电及热水装置，包括聚光罩及支架，温差发电器及支撑杆，贮水箱及支架，含进、出及循环水管在内的水管系统，其特征在于在聚光罩及支架上还设有一包含光敏跟踪器、机械传动机构、驱动电机和蓄电池在内的自动跟踪系统，而温差发电器循环水管的进、出管口与贮水箱上对应的循环水的出、进水管之间为可伸缩的软管；光敏跟踪器固定于聚光罩上并随聚光罩转动，驱动电机固定于支撑杆上、机械传动机构分别设于支撑杆与聚光罩及底座之间并与支撑杆两端紧固联接、而与对应的聚光罩及底座可转动式活动联接，蓄电池电源输入端通过导线与温差发电器的电源输出端连接、其输出端则与自动跟踪系统的驱动电机及光敏跟踪器连接。
2. 按权利要求1所述自动跟踪式太阳能发电及热水装置，其特征在于所述支撑杆与对 应的聚光罩为上、下方向可转动式活动联接，而与底座为左、右方向可转动式活动联接。
3. 按权利要求1所述自动跟踪式太阳能发电及热水装置，其特征在于在贮水箱循环水 进、出水管上均设置一阀门且在其出水管上还设有一电动水泵，该电动水泵的电源接头通 过导线与蓄电池的电源输出接头连接。
专利摘要该实用新型属于一种自动跟踪式太阳能发电及热水装置，包括聚光罩及包含光敏跟踪器、机械传动机构、驱动电机和蓄电池在内的自动跟踪系统，温差发电器及支撑杆，贮水箱及支架，含进、出及循环水管在内的水管系统及设于循环水进、出水管上的阀门和循环水出水管上的电动水泵。该实用新型由于增设了对光照的自动跟踪系统，使反射光的焦点始终位于温差发电器的采光面上，从而将太阳能的利用率和热效率提高60％以上；在循环水进、出水管上增设阀门及电动水泵，又可有效防止水管冻裂及损坏温差发电器。因而，本实用新型具有吸光量及太阳能的利用率和热效率高，有效提高了装置的发电量和加热水量，以及使用安全可靠等特点。
文档编号H02N11/00GK201518466SQ20092024284
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者曾葆青, 赵媛媛 申请人:电子科技大学