专利名称：太阳能发电机聚热及储热控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电系统的配套装置，更具体的说，本发明主要涉及一种太阳能发电机聚热及储热控制系统。
背景技术：
太阳能发电机为一种可将太阳光热能直接或间接转化为电能的一种环保发电装置，现有太阳能发电机的主要原理是通过太阳光直接照在太阳能电池板上产生电能，而此类发电机较为重要的一个特性 是需根据不同时间太阳光照射的角度进行跟踪，以确保能获得太阳光的最大能效。并且，此类发电机在夜晚或阴雨天气等太阳光不充足的使用环境下，无法通过太阳能电池板来产生电能或不能产生指定大小的电能，进而使整个发电机陷入瘫痪的状态，无法继续使用；而在太阳光充足的使用环境中又受到太阳能电池板功率的限制，即仅在当前产生电能，对于超出额定需求的太阳能不起任何作用，从而造成过多太阳能浪费，而现在有技术中采用的蓄电池虽然可存储电能，但无法在使用的同时完成高效率充电，且频繁充放电对蓄电池的损耗也较大，长期使用的成本较高；因此基于现有技术太阳能发电机在太阳能利用不充分等缺陷，有必要做出进一步的研究和改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种太阳能发电机聚热及储热控制系统，以期望解决现有技术中太阳能发电机对太阳能利用不充分，以及使用蓄电池成本较高等技术问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:本发明所提供的一种太阳能发电机聚热及储热控制系统，所述系统中包括太阳能来源端与储热装置，所述太阳能来源端通过能量引导介质接入储热装置，且能量引导介质上设有第一控制开关，所述第一控制开关还接入控制装置，用于由控制装置控制第一控制开关的导通与闭合；所述储热装置还通过导热管接入或接近太阳能利用端，且导热管上设有第二控制开关，所述第二控制开关也接入控制装置，用于由控制装置控制第二控制开关的导通与闭合；所述储热装置的内部还设有温度传感器，所述温度传感器也接入控制装置，用于向控制装置反馈储热装置内部的实时温度。作为优选，进一步的技术方案是:所述能量引导介质分叉为两路，其中一路接入储热装置，另一路接入或接近太阳能利用端。更进一步的技术方案是:所述能量引导介质为光纤导管，所述光纤导管的分叉位置上设有分光漫射装置，所述分光漫射装置的其中一端上设有与太阳能利用端位置相对应的漫射光学头，且分光漫射装置的另外两端还分别与光纤导管相连接，所述分光漫射装置的内部设有光学棱镜，所述光学棱镜用于将来自于太阳能来源端的太阳能分别折射至光纤导管分叉的两路中进行热传导。更进一步的技术方案是:所述分光漫射装置的另外两端与光纤导管之间通过法兰连接。更进一步的技术方案是:所述第一控制开关与第二控制开关中均包括能量通道，能量通道的两端均设有接头装置，所述能量通道中还设有用于阻隔能量传递的隔热板与防热辐射板，所述隔热板与防热辐射板的上部与固定在外壳体上的弹簧相连接，所述弹簧的附近还设有电磁线圈与铁芯，所述铁芯与电磁线圈相接触，并对弹簧形成限位，用于由电磁线圈移动铁芯的位置使弹簧拉动隔热板与防热辐射板向上移动，从而实现能量通道的通断。更进一步的技术方案是:所述能量通道两端的接头装置是法兰连接盘；所述隔热板一侧还设有反光板，所述隔热板置于反光板与防热福射板之间，并与反光板与防热福射板一同与弹簧相连接。更进一步的技术方案是:所述的控制装置中至少包括PLC编程控制器、硬件逻辑电路及微型接触电路当中的任意一种。更进一步的技术方案是:所述太阳能来源端为聚能罩；所述太阳能利用端为太阳能发电机的集热器。更进一步的技术方案是:所述储热装置为集热箱，所述能量引导介质通过漫射光学头接入集热箱的底部；所述导热管由集热箱的顶部延伸出，并接入或接近太阳能利用端；所述温度传感器安装在集热箱内的顶部附近。更进一步的技术方案是:储热装置中分层并纵横交错的设有相变潜热材料，所述相变潜热材料在与太阳能接触后温度即升高至既定的温度。与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:采用能量引导介质将采集到的太阳能引入至储热装置中产生热能，并在分光漫射装置的作用下，将能量引导介质分为两路，以同时保证发电机运行；在太阳能来源端无法提供额定大小的太阳辐射能量时，储热装置中的热量由导热管传递至太阳能利用端使发电机保持运行，整个过程由控制装置通过温度传感器反馈的温度值，控制能量引导介质以及导热管上控制开关的导通与闭合，进而实现系统的自动化运行，同时本发明所提供的一种太阳能发电机聚热及储热控制系统结构简单，可集成于将太阳能转化为机械能，再将机械能转化为电能的各种规格的发电系统中，应用范围广阔。
图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；图2为用于说明本发明另一个实施例中控制开关的结构示意图；图3为用于说明本发明另一个实施例中分光漫射装置的结构示意图；图中，I为太阳能来源端、2为储热装置、3为能量引导介质、4为第一控制开关、5为太阳能利用端、6为第二控制开关、7为分光漫射装置、71为漫射光学头、72为光学棱镜、73为连接头、8为能量通道、9为接头装置、10为隔热板、11为防热辐射板、12为外壳体、13为弹簧、14为电磁线圈、15为铁芯、16为反光板、17导热管。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1所示，本发明的一个实施例是一种太阳能发电机聚热及储热控制系统，该系统中设置有太阳能来源端I与储热装置2，所述太阳能来源端I通过能量引导介质3接入储热装置2，且能量引导介质3上设有第一控制开关4，所述第一控制开关4还接入控制装置，用于由控制装置控制第一控制开关4的导通与闭合；所述储热装置2还通过导热管17接入或接近太阳能利用端5，且导热管17上设有第二控制开关6，所述第二控制开关6也接入控制装置，用于由控制装置控制第二控制开关6的导通与闭合；所述储热装置2的内部还设有温度传感器，所述温度传感器也接入控制装置，用于向控制装置反馈储热装置2内部的实时温度。在本实施例中，控制装置中预设有判断是否关断或打开第一控制开关4与第二控制开关6的预设闕值范围，常态下第一控制开关4处于闭合状态，第二控制开关6处于断开状态，控制装置根据温度传感器所反馈储热装置内部的实时温度值，与闕值范围进行比较，在当前的温度值大于闕值上限时，说明储热装置中储存的热量已达上限，此时控制第一控制开关4断开，停止储热，待收到温度传感器反馈的小于闕值下限的温度值时，控制第一控制开关4重新闭合，在太阳能来源端I能提供额定大小的太阳辐射能量时，恢复储热；当太阳能来源端I无法提供额 定的太阳辐射能量时，控制装置在接收到温度传感器相应的温度值反馈后，控制第二控制开关6闭合，向太阳能利用端5提供热量，支持太阳能利用设备(例如太阳能发电机)继续运行；由于前述闕值范围的闭环控制在相关领域中的应用已较为普遍，具体的实现原理与选用的执行硬件本领域的技术人员可参照相关领域的类似技术手段直接转用于此，本发明的目的不在于此，主要为利用前述的闭环控制实现系统中聚热及储热的自动化控制，故不再针对前述控制的具体原理和实现方式进行说明。根据本发明的另一实施例，上述的控制装置中至少包括PLC编程控制器、硬件逻辑电路及微型接触电路当中的任意一种，正如上述所提到的，此三类控制装置均在现有技术中的相关领域中存在应用，而本发明的目的也不在对上述控制开关的具体控制原理上，故不再详述前述控制装置的具体控制原理。而正如图1所示出的，在本发明的另一实施例中，要使系统在储热装置储热的过程中不影响太阳能直接利用设备的正常使用，可将上述的能量引导介质3分叉为两路，其中一路接入储热装置2，另一路接入或接近太阳能利用端5。参考图2所示，在本发明用于解决技术问题的一个优选实施例中，发明人给出了一种上述第一控制开关4与第二控制开关6的优选结构，即它们之中均包括能量通道8，能量通道8的两端均设有接头装置9，而在能量通道8中还设有用于阻隔能量传递的隔热板10与防热辐射板11，所述隔热板10与防热辐射板11的上部与固定在外壳体12上的弹簧13相连接，所述弹簧13的附近还设有电磁线圈14与铁芯15，所述铁芯15与电磁线圈14相接触，并对弹簧13形成限位，用于由电磁线圈14移动铁芯15的位置使弹簧13拉动隔热板10与防热辐射板11向上移动，从而实现能量通道8的通断。更进一步，当上述的控制开关结构应用在第一控制开关4上时，由于在光纤导管中传输的太阳辐射能量，因此不仅需要保证控制开关隔热与防辐射性能，还需在尽可能的减小到达隔热板10与防热辐射板11上的辐射能量，因此还可在隔热板10的一侧增设反光板16，并且将隔热板10置于反光板16与防热辐射板11之间，隔热板10、反光板16与防热辐射板11 一同与弹簧13相连接。并且，为保证光纤导管与第一控制开关4连接的稳定性与拆卸便利性，最好采用法兰连接盘作为上述的接头装置9。在本实施例中，还可在太阳能来源端I上增设光电传感器，以便采集来自于太阳能来源端I的太阳能辐射强度，当强度达到控制装置内预设的闕值范围时，则控制第一控制开关4导通。结合参考图3所示，在上述基础之上，本发明用于解决技术问题更加优选的另一个实施例为采用光纤导管为上述的能量引导介质3，并且在光纤导管的分叉位置上设有分光漫射装置7，所述分光漫射装置7的其中一端上设有与太阳能利用端5位置相对应的漫射光学头71，且分光漫射装置7的另外两端还分别通过连接头73与光纤导管相连接，所述分光漫射装置7的内部设有光学棱镜72,所述光学棱镜72用于将来自于太阳能来源端I的太阳能分别折射至光纤导管分叉的两路中进行热传导。采用此种方式后，由太阳能来源端I收集的太阳能，可在光纤导管的引导下，分别射入储热装置与太阳能利用端5，即太阳辐射能量被直接利用的同时还被转化为热能储存。而为保证太阳辐射量在光纤导管的内部进行垂直分叉，最好将前述的光学棱镜72在分光漫射装置7的内部呈倾斜45度的方式设置。更进一步的，为保证上述分光漫射装置7两端与光纤导管之间连接的稳定性，最好在其另外两端与光纤导管之间通过法兰连接，在保证连接稳定性的同时还可方便拆卸。在上述多个实施例的基础上，发明人还对本发明做了更加细化的改进，下述的技术特征可与上述任意一个实施例组合，构建本发明更为优选的实施例，即:上述的太阳能来源端I为聚能罩；所述太阳能利用端5为太阳能发电机的集热器。上述储热装置2为集热箱，所述能量引导介质3通过漫射光学头71接入集热箱的底部；所述导热管17由集热箱的顶部延伸出，并接入或接近太阳能利用端5 ;所述温度传感器安装在集热箱内的顶部附近。储热装置2中分层并纵横交错的设有相变潜热材料作为储热介质，所述相变潜热材料在与太阳能接触后温度即升高至既定的温度。在控制装置的作用下，温度传感器或光电传感器发出电信号时，电磁线圈得电，电磁铁芯朝上提起，将固定在上 的反光板16、隔热板10、防热福射板11 一同向上运动,打开左右的光路通道，此时45度的折射光进入集热箱中加热储热介质。 在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求
1.一种太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述系统中包括太阳能来源端(I)与储热装置(2)，所述太阳能来源端(I)通过能量引导介质(3)接入储热装置(2)，且能量引导介质(3)上设有第一控制开关(4)，所述第一控制开关(4)还接入控制装置，用于由控制装置控制第一控制开关(4)的导通与闭合；所述储热装置(2)还通过导热管(17)接入或接近太阳能利用端(5)，且导热管(17)上设有第二控制开关(6)，所述第二控制开关(6)也接入控制装置，用于由控制装置控制第二控制开关(6)的导通与闭合；所述储热装置(2 )的内部还设有温度传感器，所述温度传感器也接入控制装置，用于向控制装置反馈储热装置(2)内部的实时温度。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述能量引导介质(3)分叉为两路，其中一路接入储热装置(2)，另一路接入或接近太阳能利用端(5)。
3.根据权利要求2所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述能量引导介质(3)为光纤导管，所述光纤导管的分叉位置上设有分光漫射装置(7)，所述分光漫射装置(7)的其中一端上设有与太阳能利用端(5)位置相对应的漫射光学头(71)，且分光漫射装置(7)的另外两端还分别与光纤导管相连接，所述分光漫射装置(7)的内部设有光学棱镜(72)，所述光学棱镜(72)用于将来自于太阳能来源端(I)的太阳能分别折射至光纤导管分叉的两路中进行热传导。
4.根据权利要求3所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述分光漫射装置(7)的另外两端与光纤导管之间通过法兰连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述第一控制开关(4)与第二控制开关(6)中均包括能量通道(8)，能量通道(8)的两端均设有接头装置(9)，所述能量通道(8)中还设有用于阻隔能量传递的隔热板(10)与防热辐射板(11)，所述隔热板(10)与防 热辐射板(11)的上部与固定在外壳体(12)上的弹簧(13)相连接，所述弹簧(13)的附近还设有电磁线圈(14)与铁芯(15)，所述铁芯(15)与电磁线圈(14)相接触，并对弹簧(13)形成限位，用于由电磁线圈(14)移动铁芯(15)的位置使弹簧(13)拉动隔热板(10)与防热辐射板(11)向上移动，从而实现能量通道(8)的通断。
6.根据权利要求5所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述能量通道(8)两端的接头装置(9)是法兰连接盘；所述隔热板(10)—侧还设有反光板(16)，所述隔热板(10)置于反光板(16)与防热辐射板(11)之间，并与反光板(16)与防热辐射板(11)一同与弹簧(13)相连接。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述的控制装置中至少包括PLC编程控制器、硬件逻辑电路及微型接触电路当中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述太阳能来源端(I)为聚能罩；所述太阳能利用端(5)为太阳能发电机的集热器。
9.根据权利要求1所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:所述储热装置(2)为集热箱，所述能量引导介质(3)通过漫射光学头(71)接入集热箱的底部；所述导热管(17)由集热箱的顶部延伸出，并接入或接近太阳能利用端(5);所述温度传感器安装在集热箱内的顶部附近。
10.根据权利要求1或9所述的太阳能发电机聚热及储热控制系统，其特征在于:储热装置(2)中分层并纵横交错的设有相变潜热材料，所述相变潜热材料在与太阳能接触后温度即升高至既定的温度 。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能发电机聚热及储热控制系统，属一种太阳能发电系统的配套装置，所述系统中包括太阳能来源端与储热装置，所述太阳能来源端通过能量引导介质接入储热装置，且能量引导介质上设有第一控制开关，所述第一控制开关还接入控制装置；所述储热装置还通过导热管接入或接近太阳能利用端，且导热管上设有第二控制开关，所述第二控制开关也接入控制装置；采用能量引导介质将采集到的太阳能引入至储热装置中产生热能，并在分光漫射装置的作用下，将能量引导介质分为两路，以同时保证发电机运行；同时本发明的结构简单，可集成于将太阳能转化为机械能，再将机械能转化为电能的各种规格的发电系统中，应用范围广阔。
文档编号F24J2/40GK103216956SQ20131013051
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者苟大利, 苟渝路, 蒋世清 申请人:成都航天烽火精密机电有限公司