太阳光能利用装置的制作方法

本技术涉及太阳光能利用领域，特别涉及一种太阳光能利用装置，该装置利用放大镜收集太阳光能，用玻璃管传输光能，并领用黑体空腔进行光热转换，放出热能推动轮机发电或用于锅炉烧开水。

背景技术：

1、目前，太阳光能的利用主要是通过太阳能电池板将光能转化成电能，再由蓄电池保存并利用的，这种方法需要大量的太阳能电池板和蓄电池，而太阳能电池板的主要材料是单晶硅或多晶硅硅片，其中单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18％左右，最高的达到24％，这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但是太阳能电池板并不能普遍地使用。

2、专利号200920103463.5的实用新型专利公开了一种太阳光能利用装置，该装置通过聚光镜将太阳能聚焦后，通过内壁为镜面的传输管道将高温高热的太阳光传输到需要的地方进行利用，该方法相比太阳能电池板成本较低，但是目前透镜的制造是利用玻璃经熔炼、浇筑及各种加工工序制成，或塑料、树脂压制成型，其知道工艺比较复杂，生产成本比较高，对原材料要求也较高，并不能广泛应用到太阳光能利用领域中。

技术实现思路

1、本实用新型根据现有技术的不足提供一种太阳光能利用装置，该装置利用透镜原理进行光能采集，然后传输至黑体空腔，通过黑体空腔充分利用转换成热量进行利用，其成本低廉，光能转换率高。

2、为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种太阳光能利用装置，所述装置包括光能采集机构、光传输管和黑体加热装置，所述光能采集机构包括液体透镜和透镜支架，所述液体透镜为边缘薄中间厚的凸镜，包括透明外壳和装入透明外壳内的透明液体，所述透镜支架固定支撑在液体透镜的外缘，所述黑体加热装置包括一个黑体空腔；所述光传输管的光接受端置于液体透镜的下方，在光传输管的光接受端设有光采集头，且光采集头位于液体透镜的聚焦点处，所述光传输管的光输出端伸入黑体加热装置的黑体空腔内。

3、本实用新型进一步的技术方案：所述太阳光能利用装置包括一个或两个或两个以上的光能采集机构，一个或两个或两个以上的光能采集机构分别通过光传输分管连接光传输总管，并通过光传输总管输送至黑体加热装置，每根光传输分管的光接受端设有光采集头，且每根光传输分管的光采集头位于对应的光能采集机构液体透镜的聚焦点位置。

4、本实用新型进一步的技术方案：所述黑体加热装置置于锅炉内，对锅炉内的水进行加热，并在锅炉上设有蒸汽喷口，在蒸汽喷口处设有限压阀。

5、本实用新型较优的技术方案：所述液体透镜为圆形凸镜，其透明外壳为边缘薄中间厚的圆形塑料外壳，其外形与凸镜形状相同，在透明外壳的外缘设有环形固定架，在透明外壳的上方设有加盖注水口，并在加盖注水口的顶盖面设有透气孔；所述透明液体为清水。

6、本实用新型较优的技术方案：所述黑体加热装置是采用高熔点金属制成的方形或圆形腔体结构，其内腔涂覆有黑色吸光涂层，在黑体加热装置的一侧开设有通向其腔体的光输入口，所述光传输管的光输出端通过光输入口伸入黑体加热装置的黑色腔体内。

7、本实用新型较优的技术方案：所述液体透镜的下方设有支撑网兜，所述支撑网兜固定在透镜支架上，且支撑网兜为大孔透明网兜或铁丝网兜，不会影响液体透镜的正常聚光。

8、本实用新型较优的技术方案：所述光传输管为玻璃管或两端采用透明塞封堵的水管，所述光传输管的光采集头为球形或椭圆形透明结构，其直径大于光传输管的直径。

9、本实用新型较优的技术方案：所述光传输管位于液体透镜下方的部位通过管道支架支撑，所述管道支架与透镜支架连接。

10、本实用新型较优的技术方案：所述透镜支架为三角支架。

11、本实用新型进一步的技术方案：所述锅炉的蒸汽喷口通过蒸汽管道通向叶轮发电机。

12、本实用新型的工作原理：太阳光经塑料采光空腔聚焦(塑料空腔注水后等效放大镜，然后经玻璃管全反射传输到黑体空腔，太阳光在黑体空腔内无限反射，如同进入陷阱，直到能量耗尽完全被黑体空腔吸收，黑体空腔在吸收光能后，完全转化为热辐射，光能完全以热能方式从黑体空腔外部发出；所述黑体空腔可以制成一个加热器，将其置于锅炉内部，加热锅炉中的水，功能上可以单独烧开水，也可以把锅炉中水加入到高温高压，然后放出高温高压水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，如果塑料空腔水不够，加水即可。

13、本实用新型的黑体空腔加热器可以是内刷黑的高熔点金属材料，形状可以使方形或圆形，光纤导入后，由黑体辐射原理，光能无法抛出，被充分利用，由光热效应，黑体空腔加热器可以产生热量加热水。

14、本实用新型以水代替玻璃放大镜，传输利用普通细玻璃管，可以大大降低收集装置和传输装置的成本，利用廉价钨钢做黑体空腔，一方面大大提高集热效率，另一方面降低成本，综合光能转换效率在48％左右，远远高于光伏太阳能板20％左右的转换效率，且光伏一般依靠单晶硅，其成本较高，本实用新型在提高效率的同时，降低了成本，而且低碳环保，无污染。

技术特征：

1.一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述装置包括光能采集机构(9)、光传输管(1)和黑体加热装置(2)，所述光能采集机构包括液体透镜(3)和透镜支架(4)，所述液体透镜(3)为边缘薄中间厚的凸镜，包括透明外壳(300)和装入透明外壳内的透明液体(301)，所述透镜支架(4)固定支撑在液体透镜(3)的外缘，所述黑体加热装置(2)包括一个黑体空腔；所述光传输管(1)的光接受端置于液体透镜(3)的下方，在光传输管(1)的光接受端设有光采集头(100)，且光采集头(100)位于液体透镜(3)的聚焦点(10)处，所述光传输管(1)的光输出端伸入黑体加热装置(2)的黑体空腔内。

2.根据权利要求1所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述太阳光能利用装置包括一个或两个或两个以上的光能采集机构(9)，一个或两个或两个以上的光能采集机构(9)分别通过光传输分管(101)连接光传输总管(102)，并通过光传输总管(102)输送至黑体加热装置(2)，每根光传输分管(101)的光接受端设有光采集头(100)，且每根光传输分管(101)的光采集头(100)位于对应的光能采集机构液体透镜(3)的聚焦点位置。

3.根据权利要求1所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述黑体加热装置(2)置于锅炉(5)内，对锅炉(5)内的水进行加热，并在锅炉(5)上设有蒸汽喷口(500)，在蒸汽喷口(500)处设有限压阀(501)。

4.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述液体透镜(3)为圆形凸镜，其透明外壳(300)为边缘薄中间厚的圆形塑料外壳，其外形与凸镜形状相同，在透明外壳(300)的外缘设有环形固定架(302)，在透明外壳(300)的上方设有加盖注水口(303)，并在加盖注水口(303)的顶盖面设有透气孔(304)；所述透明液体(301)为清水。

5.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述黑体加热装置(2)是采用高熔点金属制成的方形或圆形腔体结构，其内腔涂覆有黑色吸光涂层，在黑体加热装置(2)的一侧开设有通向其腔体的光输入口(200)，所述光传输管(1)的光输出端通过光输入口(200)伸入黑体加热装置(2)的黑色腔体内。

6.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述液体透镜(3)的下方设有支撑网兜(7)，所述支撑网兜(7)固定在透镜支架(4)上，且支撑网兜(7)为大孔径透明网兜或铁丝网兜。

7.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述光传输管(1)为玻璃管或两端采用透明塞封堵的水管，所述光传输管(1)的光采集头(100)为球形或椭圆形透明结构，其直径大于光传输管(1)的直径。

8.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述光传输管(1)位于液体透镜(3)下方的部位通过管道支架(6)支撑，所述管道支架(6)与透镜支架(4)连接。

9.根据权利要求1或2所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述透镜支架(4)为三角支架。

10.根据权利要求3所述的一种太阳光能利用装置，其特征在于：所述锅炉(5)的蒸汽喷口(500)通过蒸汽管道(502)通向叶轮发电机(8)。

技术总结
本技术提供了一种太阳光能利用装置，所述装置包括光能采集机构、光传输管和黑体加热装置，所述光能采集机构包括液体透镜和透镜支架，所述液体透镜为边缘薄中间厚的凸镜，包括透明外壳和装入透明外壳内的透明液体，所述透镜支架固定支撑在液体透镜的外缘，所述黑体加热装置包括一个黑体空腔；所述光传输管的光接受端置于液体透镜的下方，在光传输管的光接受端设有光采集头，且光采集头位于液体透镜的聚焦点处，所述光传输管的光输出端伸入黑体加热装置的黑体空腔内。本技术在大大降低成本的同时，提高了光能转换效率，而且低碳环保，无污染。

技术研发人员：夏正东
受保护的技术使用者：夏正东
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/3/21