一种三维立体太阳能收集装置的制作方法

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及太阳能收集装置，具体为一种三维立体太阳能收集装置。

背景技术：

太阳能作为不可再生能源的替代能源，太阳能利用技术方面的研究正在如火如荼地进行。利用太阳电池的太阳能发电就是其中的一个方向。

太阳电池是太阳能电池片和太阳能电池模块及太阳能电池方阵组成，其大部分形状为面板形式。这种平面形状存在制约它的安装也要随平面，只可利用直射光，需要太阳光跟踪装置的缺点。

为了提高发电效率，降低发电成本，提出了这种摆脱平面形状的球形太阳能电池。球状的太阳能电池具有可以利用反射光，也可以立体安装，节约太阳能电池单位面积所需的硅胶数量，从而节省费用的优点。另一方面，从太阳能设备来看，平面的太阳能收集装置主要安装固定在地面上，具有太阳能跟踪系统。这种装置的缺点是，为了能够收集太阳能，需要广阔的安装面积和复杂的驱动设备及维护费用等。因此，若能设计出立体形状的太阳能电池或太阳能光电设备，就能弥补平面形状的太阳能电池和太阳能收集装置所具有的缺点。

技术实现要素：

为解决现有技术不足，本发明提出一种三维立体的太阳能收集装置。该装置不需要安装太阳能跟踪装置，减少安装面积和安装费用，节省维护费用。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种三维立体太阳能收集装置，其特征在于，该装置包装单体和支撑构件，单体设置于支撑构件上；所述单体包括可以透过太阳光的主体部和收集部,所述收集部设置于主体部的内部；所述收集部为太阳能转换部件，所述支撑构件内设置有太阳能输出通道；该装置以多个上述单体在三维空间中排列，通过支撑构件相连连接，形成立方晶格，支撑构件内设置的太阳能输出通道与每个单体连接，并将太阳能转换后的能量输送出去。

与现有技术相比，本发明设计的太阳能收集装置，通过不同部件的组装，既可以用于电能的转化，也可以用于热能的收集，具有三维立体结构，在不安装太阳能跟踪装置的情况下，仍然具有较高的收集效率，减少安装面积和安装费用及维护费用，具有低成本高效益的优点。

附图说明

图1是本发明一种实施例的单体剖视结构示意图。

图2是本发明一种实施例的立体结构示意图。

图3是本发明一种实施例的平面结构示意图。

图4是本发明另一种实施例的平面结构示意图。

图5是本发明另一种实施例的单体剖视结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

本发明提供一种三维立体太阳能收集装置，该装置包装单体(100)和支撑构件(210)，单体(100)设置于支撑构件(210)上；所述单体(100)包括可以透过太阳光的主体部(10)和收集部(20),所述收集部(20)设置于主体部(10)的内部；所述收集部(20)为太阳能转换部件，所述支撑构件(210)内设置有太阳能输出通道；该装置以多个上述单体(100)在三维空间中排列，通过支撑构件(210)相连连接，形成立方晶格，支撑构件(210)内设置的太阳能输出通道与每个单体(100)连接，并将太阳能转换后的能量输送出去。

图1是本发明单体的示意图。所述主体部(10)可以是透过太阳光的球形或圆柱形框体。

所述太阳能收集部(20)可以是固定在上述主体部(10)内部的多个光电转换太阳能电池(30)。该光电转换太阳能电池(30)通过导电线与其他单体(100)相连接；所述导电线设置于支撑构件(210)内部。本发明的优选实施例中，所述收集部(20)为通过多个球状太阳能电池片连接形成。当然，也可以由多个平面型太阳能电池片连接构成。另外，上述光电转换太阳能电池(30)可通过附着于透过太阳光的材料上或固定在主体部(10)内部的形式，形成上述收集部(20)。

所述主体部(10)还可以包括用于太阳光聚光的光学系统(40)，在上述主体部(10)内部下方固定凹面反射体或平面反射体，反射未在上述收集部(20)中直接收集到的光线，使其重新收集。可以使用铝镜等作为上述反射体。另外还有一种方法是，在上述主体部内壁上涂反射体，使其起到凹面反射体的功能。而且，虽然图纸上没有图示，但也可以使用安装于上述主体部(10)的外部表面或内部的聚光镜头，作为上述光学系统(40)。

上述主体部(10)和上述收集部(20)形成一个上述单体(100)。发明以多个上述单体(100)在三维空间内排列，形成立方晶格为其特点。图2是基于本发明实施例的立体图，图3是其正面图，图4是平面图。上述图纸图示在三维空间内，形成立方晶格的上述排列。

如果可以立体接收太阳光，上述排列可以具有各种各样的形状。图2、图3及图4中图示的是，上述排列为体心立方晶格。这种上述排列即便被照射的太阳光的方向随着时间而变化，也可以在任何方向接收太阳光，从而使太阳光跟踪装置成为不必要。

上述排列在其他实施例中，根据不同需要可以具有包括简单立方晶格，体心立方晶格，面心立方晶格在内的各种立体晶格阵列结构。为了形成上述排列，需要用于固定上述单体的支撑构件(210)。实施例中，作为上述支撑构件(210)可以使用垂直杆。可将多个垂直杆安装在地面或水平面，将单体(100)以一定间隔固定在各个垂直杆上。

另一实施例中，作为上述支撑构件(210)可以使用悬垂缆绳。备齐具有间隔的垂直结构构件，在上述垂直结构构件之间，以水平结构构件或架空构件进行连接。将上述单体(100)固定在从上述构件中悬垂的多个缆绳上，使它们之间具有一定间隔。

上述支撑构件(210)也可以兼做传送上述单体(100)中产生的电力或传递控制信息的电线导管的作用。

与安装在水平面的面板型太阳能设备相比较，使用上述支撑构件(210)的安装方法具有，使安装于地面或水平面上的结构是物最小化，并相应减少其安装费用和维护费用的效果。

图5图示的是，本发明太阳能收集装置用于利用太阳能集热的实施例中的单体。上述收集部(20)内部应至少具备一个太阳能集热管(35)，该太阳能集热管(35)通过导管(50)与其他单体(100)相连接；所述导管(50)设置于支撑构件(210)内部。作为帮助集热的热吸收措施，可以在上述设备收集部(20)的外部或上述太阳能集热管(35)的外部使用用于吸热的涂料或涂层。上述管道(50)可作为热媒体的移动路径使用。这种结构使上述单体(100)能够发挥类似于平面形太阳能集热器的集热功能。

本发明太阳能收集装置工作原理及过程：本发明装置根据不同的需求进行组装，当本装置用于发电时，太阳光照射到单体(100)上，单体(100)内部的太阳能电池(30)能够将太阳能转化成电能，电能可以通过支撑构件(210)内部的导线进行输送，且太阳能电池(30)下端的光学系统(40)能够对太阳光进行反射，能够有效的提高太阳能的利用率。当本装置用于集热时，单体(100)内部设置的集热管(35)能够将单体(100)内部的热量进行收集，并通过导管(50)将热量进行输送，进一步提高了装置的太阳能的利用率，上述单体(100)通过支撑构件(210)在三维空间内排列，形成立方晶格的特点，这种立方晶格结构能够有效的对不同角度的太阳光进行吸收，有效的提高空间利用率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未述及之处适用于现有技术。