专利名称：一种太阳能发电集热装置的高能模组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电集热装置，尤其涉及一种太阳能发电集热装置的 高能模组。
技术背景 目前，随着传统能源的日益紧缺和全球环境的日益恶化，各国对于可再生能源的 重视程度不断提高。而在诸多的可再生能源中，只有太阳能取之不尽，用之不竭且没有污 染，是最具有发展潜力的可再生能源。太阳能的利用形式包括光伏、光热等。近年来随着转化效率的不断提高及电池厚度的日益降低，晶硅太阳能电池逐渐占 据市场的主流。但是晶硅电池的快速发展却导致了一度时间内硅原料的短缺，且硅电池在 生产过程中产生大量的资源消耗。使得光伏发电的成本居高不下，而且光转化效率不到 24%，光能利用率差和增加环保负担，也不能产生热能。非晶和薄膜转化效率极低且浪费单 位面积下日照资源。因此，如何寻找新材料、新结构来提高太阳能使用效率，降低成本，成为 太阳能技术得到大规模普及应用所必须解决的问题。
实用新型内容发明目的针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种太阳能发 电集热装置的高能模组，以实现具有结构简单，光电转化效率高，光电和光热综合使用率高 达80 % 90 %以上，环境适用性强等优点。技术方案为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为一种太阳能发电集热装置的高能模组，至少包括1个单模组，所述的单模组包括 相互连接的顶板、底板和2个端面板；在顶板上设有聚光镜片，在底板上设有用于接收聚光 镜片聚集的光源的发电集热组件和聚光槽。在所述的顶板的两侧各设有一个圆弧形侧板，在圆弧形侧板的边缘上设有内勾， 在底板的两个侧边上各设有1个垂直向上的聚光侧板，在聚光侧板的顶端设有外勾，所述 的顶板与底板通过内勾和外勾的相互配合使用而连接成一体。所述的聚光侧板为透光板，在其内表面上设有膜层。在所述的聚光镜片上设有直线型微沟。所述的聚光槽为U型聚光槽，在其内表面上设有膜层。所述的聚光槽为3个，平行 设置在底板上表面上。所述的发电集热组件为包括相互连接的集热水管和二次发电集热组件，包括依次 连接的第一发电层、第一绝缘层、第二发电层、第二绝缘层和冷却层；所述的第一发电层为 由至少2个直线III-V族半导体电池芯片排列组成的点线聚焦发电层。在所述的第一发电层和第二发电层上均设有保护电路。所述的保护电路具有受控电子开关装置作为保护设备。所述的受控电子开关装置具有控制电路和由所述控制电路控制的开关设备，其中所述开关设备与至少一个太阳能电池并联，并且在该太阳能电池被遮蔽或损坏的情况下由 所述控制电路至少暂时地加偏压，使得实现用于被遮蔽或损坏的太阳能电池的电流旁路。所述的控制电路设置存储电容器。所述的保护电路设置两个彼此相对极化的晶体管，MOSFET作为开关元件。在所述的单模组的端面板上设有用于除尘、除水的呼吸口。在所述的端面板上设有同轴的转动装置。所述的为转动装置为设有中孔的齿轮轴，齿轮轴的外圈设有外齿轮结构。所述的单模组为带有弧形拐角的立体梯形形状。所述的的转动装置外圈是外齿轮结构与电站大系统的支撑相连，用于回转固定； 内圈分别布置冷、热水管道和电源管道与外部相连。所述的呼吸口可专门用排气、沙、尘、等装置，减少模组内由于水、气、尘粒影响光 线的聚焦产生内部的散射、折射现象.所述的高能模组，与灵活多变的一维自动追日驱动支架、电源储能、逆变系统和 PLC远近程控制等设备组装后，可置于屋顶、阳台、窗户、南墙等用于建筑一体化；可置于海 滩、沙漠、丘陵、山峰，用于大型电站；可置于火车、汽车、电动车、轮船、飞行器、便携式自提 可移动的物体；安装方式采用水平铺设、叠加、悬挂、倾斜、梯形等任意方位组合。所述的高能模组可以根据发电量的大小进行变化尺寸，例如通过增加单模组的数 量或增大镜片的面积来实现。在所述的高能模组上可增设防静电、雷击等设备，还可以增加指南针，利于高能模 组的安装和定位。本实用新型的太阳能发电集热装置的高能模组，模组采用东(早晨)和西(晚上) 方向、敞口、倾斜一定角度设计与常规方型直角模组相比，不存在早晚日照阴暗问题；模组 南北每天及一年四季方向两侧板同模压铸或灌注热压工艺加工成扩展式菱形面，与底面箱 体无缝隙结合，外面充分聚光，内侧再次槽式聚焦；底面上设计有一次成型的多个U型聚光 槽，适应于二次聚光的弧形面、弧形内侧经过镀膜产生高反射面，弧形面外侧，即芯片两侧 墙，也经过镀膜产生两侧散光再次聚光，用于二次聚光，二次聚光的用途是产生热源，让超 导热管再次加热；模组东西向两段侧有对应同轴的转动机构外部装有刻度显示，供手动 和自动控制，与电站大系统的支撑相连，用于回转固定，内圈分别布置冷、热水管道和电源 管道与外部相连。有益效果本实用新型的太阳能发电集热装置的高能模组的优点有结构简单， 设计巧妙，简化了设备安装方向，无需二维所需要复杂的PLC和追日仪、驱动机构、跟踪支 架设备等成本的投入，只需一维驱动简单装置多方位接收太阳光，不需时刻调节模组的方 位；两侧上部为弧形透明材料或直接为镜片弧形结构一次压缩成型。同时安装底部的复合 二次发电和换热器更加方便安装维护，发电和换热效率更加高。
图1是太阳能发电集热装置的高能模组的单模组的剖视图。图2是图1中的A的放大图。图3是单模组的聚光镜片的局部放大剖视图。[0031]图4是单模组的发电集热组件的结构示意图。图5是单模组的二次发电集热组件的结构示意图。图6是单模组的保护电路设计原理图。图7是单模组的同轴转动装置结构示意图。图8是太阳能发电集热装置的高能模组的多模组结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的解释。如图1和图2所示，为本实用新型的太阳能发电集热装置的高能模组的单模组。该单模组包括相互连接的顶板1和底板2 ；在顶板1上设有聚光镜片3，在底板2上设有用于 接收聚光镜片3聚集的光源的发电集热组件4和聚光槽5。在顶板1的两侧各设有一个圆弧形侧板6，在圆弧形侧板6的边缘上设有内勾9， 在底板2的两个侧边上各设有1个垂直向上的聚光侧板7，在聚光侧板7的顶端设有外勾 10，顶板1与底板2通过内勾9和外勾10的相互配合卡紧而连接成一体。如图3所示，是设置在顶板1上的聚光镜片5，在聚光镜片5的下表面上设有直线 型微沟51，在直线型微沟51之间设有空白区域52，在空白区域52两侧的直线型微沟51，以 空白区域52的中心线为对称线，呈对称设置。在聚光镜片5的上表面上设有膜层，用于增 加阳光通透率，并同时使镜片具有自洁功能。如图4所示，为发电集热组件。发电集热组件包括连接成一体的集热水管8和二 次发电集热组件4。集热水管8设置在聚光槽5内，吸收聚光槽5所聚集的光的热量。如图5所示，为二次发电集热组件4。二次发电集热组件4包括依次连接的第一发 电层41、第一绝缘层42、第二发电层43、第二绝缘层44和冷却层45 ；所述的第一发电层41 为由至少2个直线III-V族半导体电池芯片排列组成的点线聚焦发电层。第一绝缘层42 与第二绝缘层44相同，均为陶瓷层。第二发电层43为温差电池芯片层，通过2个侧面的温 度差，进行第二次发电。冷却层45可以为水冷层或风冷层，当为水冷层时，在超导管内设置 冷却介质进行水冷；当为风冷层时，可以设置散热器进行风冷。其中，直线III-V族半导体 电池芯片根据实际需要而进行设定，数量越多，所产生的电能也将越多，设置的位置，优选 对准聚光镜片5的空白区域52，这样这一全部吸收从聚光镜片5所聚集的平行光线。如图6所示，是保护电路设计原理。在第一发电层41和第二发电层43上均设有 保护电路。保护电路具有受控电子开关装置作为保护设备。受控电子开关装置具有控制电 路和由所述控制电路控制的开关设备，其中所述开关设备与至少一个太阳能电池并联，并 且在该太阳能电池被遮蔽或损坏的情况下由所述控制电路至少暂时地加偏压，使得实现用 于被遮蔽或损坏的太阳能电池的电流旁路。控制电路设置存储电容器。保护电路设置两个 彼此相对极化的晶体管，MOSFET作为开关元件。1，2，η均指直线III-V族半导体电池芯片 或温差电池芯片，η不小于2，根据实际需要进行设定。聚光侧板7为透光板，在其内表面上设有膜层。聚光槽5为U型聚光槽，在其内 表面上设有膜层。聚光槽5设有若干个，当发电集热组件设置为2组时，聚光槽5可以为3 个，平行设置在底板2上表面。聚光侧板7、聚光槽5和底板2在制作过程中，一次成型，这 样可以形成无缝结合。[0044]如图7所示，为设置在高能模组2个端面上的同轴转动装置。转动装置为设有中 孔13的齿轮轴11，齿轮轴11的外圈设有外齿轮结构12。外齿轮结构12与电站大系统的 支撑相连，用于回转固定；中孔13分别布置冷、热水管道和电源管道与外部相连。在单模组 的两端还可设有用于除尘、除水的呼吸口。呼吸口可专门用排气、沙、尘、等装置，减少模组 内由于水、气、尘粒影响光线的聚焦产生内部的散射、折射现象。如图8所示，是高能模组的多模组结构。多模组包括1个以上的单模组组成，根据 实际需要可以设置为2个、3个和3个以上。每个单模组为带有弧形拐角的立体梯形形状。本实用新型的高能模组，可以与灵活多变的一维自动追日驱动支架、电源储能、逆 变系统和PLC远近程控制等设备组装后，可置于屋顶、阳台、窗户、南墙等用于建筑一体化； 可置于海滩、沙漠、丘陵、山峰，用于大型电站；可置于火车、汽车、电动车、轮船、飞行器、便 携式自提可移动的物体；安装方式采用水平铺设、叠加、悬挂、倾斜、梯形等任意方位组合。本实用新型的高能模组可以根据发电量的大小进行变化尺寸，例如通过增加单模 组的数量或增大镜片的面积来实现。在所述的高能模组上可增设防静电、雷击等设备，还可以增加指南针，利于高能模 组的安装和定位。
权利要求一种太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于至少包括1个单模组，所述的单模组包括相互连接的顶板、底板和2个端面板；在顶板上设有聚光镜片，在底板上设有用于接收聚光镜片聚集的光源的发电集热组件和聚光槽。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于在所述的顶 板的两侧各设有一个圆弧形侧板，在圆弧形侧板的边缘上设有内勾，在底板的两个侧边上 各设有1个垂直向上的聚光侧板，在聚光侧板的顶端设有外勾，所述的顶板与底板通过内 勾和外勾的相互配合使用而连接成一体。
3.根据权利要求2所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的聚光 侧板为透光板，在其内表面上设有膜层。
4.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于在所述的聚 光镜片上设有直线型微沟。
5.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的聚光 槽为U型聚光槽，在其内表面上设有膜层。
6.根据权利要求1或5所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的 聚光槽为3个，平行设置在底板上表面上。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的发电 集热组件为包括相互连接的集热水管和二次发电集热组件，所述的二次发电集热组件包括 依次连接的第一发电层、第一绝缘层、第二发电层、第二绝缘层和冷却层；所述的第一发电 层为由至少2个直线III-V族半导体电池芯片排列组成的点线聚焦发电层。
8.根据权利要求7所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于在所述的第 一发电层和第二发电层上均设有保护电路。
9.根据权利要求8所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的保护 电路具有受控电子开关装置作为保护设备。
10.根据权利要求9所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的受控 电子开关装置具有控制电路和由所述控制电路控制的开关设备，其中所述开关设备与至少 一个太阳能电池并联，并且在该太阳能电池被遮蔽或损坏的情况下由所述控制电路至少暂 时地加偏压，使得实现用于被遮蔽或损坏的太阳能电池的电流旁路。
11.根据权利要求10所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的控 制电路设置存储电容器。
12.根据权利要求8或9所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的 保护电路设置两个彼此相对极化的晶体管，MOSFET作为开关元件。
13.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于在所述的单 模组的端面板上设有用于除尘、除水的呼吸口。
14.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于在所述的端 面板上设有同轴的转动装置。
15.根据权利要求14所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的转 动装置为设有中孔的齿轮轴，齿轮轴的外圈设有外齿轮结构。
16.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置的高能模组，其特征在于所述的单模 组为带有弧形拐角的立体梯形形状。专利摘要本实用新型公开了一种太阳能发电集热装置的高能模组。该太阳能发电集热装置的高能模组，至少包括1个单模组，所述的单模组包括相互连接的顶板、底板和2个端面板；在顶板上设有聚光镜片，在底板上设有用于接收聚光镜片聚集的光源的发电集热组件和聚光槽。本实用新型的太阳能发电集热装置的高能模组的优点有结构简单，设计巧妙，简化了设备安装方向，无需二维所需要复杂的PLC和追日仪、驱动机构、跟踪支架设备等成本的投入，只需一维驱动简单装置多方位接收太阳光，不需时刻调节模组的方位；两侧上部为弧形透明材料或直接为镜片弧形结构一次压缩成型。同时安装底部的复合二次发电和换热器更加方便安装维护，发电和换热效率更加高。
文档编号F24J2/06GK201639512SQ20092028277
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者袁长胜 申请人:袁长胜