专利名称：一种聚焦太阳能热水、发电系统的制作方法
技术领域：
一种聚焦太阳能热水、发电系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种太阳能设备，具体的说是一种聚焦太阳能热水、发电系统。
背景技术：
[0002]太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，其利用设备已遍布于社会的各个领域； 在日常生活中，人们使用较为广泛的是太阳能热水器和太阳能光伏发电装置。其中太阳能热水器一般依靠真空管接受太阳能实现光热转换；而太阳能发电装置主要依靠光伏电池板直接接收太阳能来进行发电。目前这两种太阳能设备的技术研究比较成熟，产品的结构相对简单，使用操作较为方便，但是存在的不足是大部分产品仍然为一款产品仅有加热或发电一种功能，其功能性过于单一，太阳能利用不足，此外，现有产品在光照强度较弱的情况下，还存在热转换效率较低、能量利用不足、性能稳定性较差，小面积使用不能满足客户需求的问题。实用新型内容[0003]本实用新型的目的就是提供一种聚焦太阳能热水、发电系统，以解决现有太阳能热水、发电系统存在功能性过于单一、热转换效率较低、能量利用不足、性能稳定性较差的问题。[0004]本实用新型的目的是这样实现的一种聚焦太阳能热水、发电系统，包括太阳能接收装置、太阳能热水装置、太阳能发电装置以及阳光跟踪装置；[0005]所述太阳能接收装置是在支架上设置有聚焦菲涅尔透镜；·[0006]所述太阳能热水装置包括设置在所述聚焦菲涅尔透镜下方的集热器、蒸馏容水换热器以及蓄水箱，所述集热器为平板玻璃组成的长方体封闭空腔，所述集热器侧端设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别通过导水管与蒸馏容水换热器相连通，所述蒸馏容水换热器设置在蓄水箱中；[0007]所述太阳能发电装置包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板设置在所述集热器的底面，并与所述蓄电池电连接；[0008]所述阳光跟踪装置与所述蓄电池电连接，由所述蓄电池提供跟踪动力。[0009]所述阳光跟踪装置包括设置在所述聚焦菲涅尔透镜上的太阳能水平跟踪传感器、 太阳能俯仰调节器、光电转换器、信号控制器、方向转换器以及电机；所述太阳能水平传感器与光电转换器、信号控制器、电机及方向转动装置依次电连接，所述太阳能俯仰调节器的一端固定在所述菲涅尔透镜的后背板上，另一端固定在支架的上端，所述支架的下端卡接在所述方向转动装置的齿轮卡槽内。[0010]所述集热器垂直固定在聚焦菲涅尔透镜下方的中心轴上，集热器的中心点距离聚焦菲涅尔透镜球面的距离为菲涅尔透镜的焦距。[0011]所述集热器位于聚焦菲涅尔透镜一侧的平板玻璃为光学玻璃，位于太阳能电池板一侧的平板玻璃为隔热玻璃。[0012]所述太阳能电池板与集热器平行设置，所述太阳能电池板与集热器之间的间隔为 O. 3 5cm。[0013]本实用新型采用球面聚焦菲涅尔透镜接收阳光，接受的阳光通过菲涅尔透镜聚焦后，在集热器表面形成无数焦点群，使集热器内的蒸馏水吸收太阳能后温度逐步升高，由于集热器与蒸馏容水换热器相通，因此蒸馏容水换热器中的水温度也随之升高，此时，蒸馏容水换热器便可与蓄水箱中温度较低的自来水进行热交换，从而实现热水的功能；同时，从集热器折射出的太阳光照射在太阳能电池板上，由光能转化的电能储存到蓄电池中，从而实现了发电的功能；系统设计中，将穿过集热器后阳光进行了二次发电利用，既可以达到太阳能的最高利用度，又可使太阳光穿过集热器增大光强，进而增大太阳能电池板的电流，提高太阳能转换率。[0014]本实用新型将蓄电池与阳光跟踪装置的电机电连接，可自动通过太阳能水平跟踪传感器及信号控制器达到随时跟踪太阳的强光，使整套装置时刻处于太阳能最强的接收状态，发电装置储存的电量可为阳光跟踪装置提供所需电能，从而减少对市电的依赖，也可将蓄电池多余的电能并网使用。[0015]本实用新型集加热和发电为一体，设计科学合理，结构简单，安装、使用、维修及更换方便，成本低廉，即使在光照强度较弱、使用面积较小的情况下，也能达到最高的能量利用度、较高的热转换效率以及较好的发电性能，可更好地满足客户的需求。因此，本实用新型可在居民生活区、公共生活区中水质加热及发电中广泛使用。
[0016]图I是本实用新型的结构示意图。[0017]图中1、支架，2、聚焦菲涅尔透镜，3、集热器，4、进水口，5、出水口，6、导水管，7、蒸馏容水换热器，8、太阳能电池板，9、蓄水箱，10、太阳能水平跟踪传感器，11、太阳能俯仰调节器,12、信号控制器,13、方向转换器,14、电机，15、光电转换器,16、蓄电池。
具体实施方式
·[0018]如图I所示，本实用新型包括支架I和枢接在支架I上端的球面聚焦菲涅尔透镜 2，在聚焦菲涅尔透镜2的球面朝向太阳，在聚焦菲涅尔透镜2的下方固定有集热器3，集热器3位于聚焦菲涅尔透镜2 —侧的平板玻璃为光学玻璃，集热器3由上下平行的两块平板玻璃及各侧板组成的封闭长方体玻璃空腔，在玻璃空腔的两侧开有进水口 4和出水口 5，进水口 4和出水口 5分别接有导水管6与蒸馏容水换热器7相连通，蒸馏容水换热器7浸置在蓄水箱9中，蓄水箱9固定在聚焦菲涅尔透镜2的一侧；集热器3及与集热器3相连通的蒸馏容水换热器7中充有蒸馏水，主要是为了避免普通自来水高温会产生杂质，从而凝结在集热器3玻璃表面而影响集热器3的透光率，蓄水池充储放有用户日常使用的自来水。[0019]在集热器3的上表面固定安装有太阳能电池板8，集热器3位于太阳能电池板2 — 侧的平板玻璃为隔热玻璃；太阳能电池板8与设在聚焦菲涅尔透镜2下方的蓄电池16的输入端电连接；集热器3的上表面与太阳能电池板8的间隙距离为4 cm，聚焦菲涅尔透镜2 的上中心处设置有太阳能水平跟踪传感器10，太阳能水平跟踪传感器10通过光电转换器 15与设置在聚焦菲涅尔透镜2下方的信号控制器12、电机14及齿轮式方向转换器13依次电连接，菲涅尔透镜2的下侧设置有太阳能俯仰调节器11，太阳能俯仰调节器11的一端固定在菲涅尔透镜2的后背板上，另一端固定在支架I的上端，其中支架I的下端卡接在方向转换器13的齿轮卡槽内，这样可以通过启动转动方向转换器13带动支架I来调节聚焦菲涅尔透镜2的水平位置。[0020]本实用新型的工作过程为球面聚焦菲涅尔透镜2接收阳光，接受的阳光聚焦在充有蒸馏水的集热器3上，致使集热器3内的蒸馏水被加热，被加热的蒸馏水自动循环到蒸馏容水换热器7内，蒸馏容水换热器7中温度较高的蒸馏水与蓄水箱9中温度较低的自来水进行热交换，从而实现热水的功能；与此同时，从集热器3折射出的太阳光，由于穿过集热器3的玻璃板增大了光强，再被太阳能电池板8吸收，太阳能电池板8将光能转化为电能储存在蓄电池16中；蓄电池16与电机14相连接，为阳光跟踪装置提供电源，太阳能水平跟踪传感 器10可以随时感应并获得阳光变化方向的准确信号，并通过光电转换器15转换后的信号传递给信号控制器12 ;信号控制器12控制电机14转动，电机14带动方向转换器13 转动，从而带动支座I支撑的聚焦菲涅尔透镜2左右转动，此外，也可通过手动调节太阳能俯仰调节器11，进而调节聚焦菲涅尔透镜2的俯仰程度，使聚焦菲涅尔透镜2调节到所需的位置，以达到方向时刻跟踪的目的。
权利要求1.一种聚焦太阳能热水、发电系统，其特征是，包括太阳能接收装置、太阳能热水装置、 太阳能发电装置以及阳光跟踪装置；所述太阳能接收装置是在支架上设置有聚焦菲涅尔透镜；所述太阳能热水装置包括设置在所述聚焦菲涅尔透镜下方的集热器、蒸馏容水换热器以及蓄水箱，所述集热器为平板玻璃组成的长方体封闭空腔，所述集热器侧端设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别通过导水管与蒸馏容水换热器相连通，所述蒸馏容水换热器设置在蓄水箱中；所述太阳能发电装置包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板设置在所述集热器的底面，并与所述蓄电池电连接；所述阳光跟踪装置与所述蓄电池电连接，由所述蓄电池提供跟踪动力。
2.根据权利要求I所述聚焦太阳能热水、发电系统，其特征是，所述阳光跟踪装置包括设置在所述聚焦菲涅尔透镜上的太阳能水平跟踪传感器、太阳能俯仰调节器、光电转换器、 信号控制器、方向转换器以及电机；所述太阳能水平传感器与光电转换器、信号控制器、电机及方向转动装置依次电连接，所述太阳能俯仰调节器的一端固定在所述菲涅尔透镜的后背板上，另一端固定在支架的上端，所述支架的下端卡接在所述方向转动装置的齿轮卡槽内。
3.根据权利要求I或2所述聚焦太阳能热水、发电系统，其特征是，所述集热器垂直固定在聚焦菲涅尔透镜下方的中心轴上，集热器的中心点距离聚焦菲涅尔透镜球面的距离为菲涅尔透镜的焦距。
4.根据权利要求I或2所述聚焦太阳能热水、发电系统，其特征是，所述集热器位于聚焦菲涅尔透镜一侧的平板玻璃为光学玻璃，位于太阳能电池板一侧的平板玻璃为隔热玻3 ο
5.根据权利要求I所述聚焦太阳能热水、发电系统，其特征是，所述太阳能电池板与集热器平行设置，所述太阳能电池板与集热器之间的间隔为O. 3 5 cm。
专利摘要本实用新型涉及一种聚焦太阳能热水、发电系统，其结构包括太阳能接收装置、太阳能热水装置、太阳能发电装置以及阳光跟踪装置；所述太阳能接收装置是在支架上设置有聚焦菲涅尔透镜；在所述聚焦菲涅尔透镜下方设置有集热器，所述集热器为平板玻璃组成的长方体封闭空腔，所述集热器侧端设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别通过导水管与设置在蓄水箱中的蒸馏容水换热器相连通；所述集热器下侧设置有太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池电连接；所述蓄电池与所述阳光跟踪装置的电机电连接。本实用新型集加热和发电为一体，设计科学合理，结构简单，安装、使用、维修及更换方便，成本低廉，热转换效率高、能量利用性好，可在居民生活区、公共生活区中广泛使用。
文档编号F24J2/05GK202792601SQ20122050700
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者陈义衡, 贾永宽, 徐光磊 申请人:贾永宽