[實用新型]一種自動跟蹤式太陽能發電及熱水裝置

無效

• 申請號: 200920242845.6
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN201518466U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 趙媛媛;曾葆青
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F24J2/38
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本實用新型屬于太陽能利用技術領域，特別是一種可自動跟隨太陽移動的具有發電及加熱生活用水雙功能的太陽能利用裝置；該裝置尤其適合無電地區及牧區使用。

背景技術

在專利號為200520120563、發明名稱為《聚光集熱式太陽能溫差發電裝置》的專利文獻中，公開了一種包括拋物面型聚光罩及支架，溫差發電器(機)及支撐桿，貯水箱及支架、水管系統在內的利用太陽能發電及加熱生活用水的裝置，該裝置雖然具有發電及加熱生活用水兩種功能且結構簡的特點，但由于采用的是固定式聚光罩，不能隨著太陽的移動而變動采光的方向，吸光量及太陽能利用率低；此外，由于溫差發電器等均是裸露在空間的，冬季在北方及高寒地區使用時，因夜間溫度低，溫差發電器中的循環水管(熱交換管)及外設水管因內中的殘留水結冰，易造成水管凍裂、甚至損壞溫差發電器。因而，該裝置存在太陽能利用率及熱效率低，北方及高寒地區冬季使用時水管易凍裂、甚至造成溫差發電器的損害，安全可靠性較差等缺陷。

發明內容

本實用新型的目的是針對背景技術存在的弊病，改進設計一種全自動跟蹤式太陽能發電及熱水裝置，以達到提高太陽能利用率及熱效率，增大發電和加熱水量，以及使用安全可靠等目的。

本實用新型的解決方案是在背景技術基礎上，在聚光罩上設置光照方向的自動跟蹤系統、定時自動修正(調節)聚光罩的方向，使反射光的焦點始終位于溫差發電器的采光面上、以提高太陽能的利用率及熱效率；此外，在貯水箱外的循環水管上增設電動水泵，在日落后將溫差發電器熱交換管或熱交換腔內及外設水管內的殘留水抽入貯水箱，以防止夜間因冰凍造成溫差發電器等的損壞；本實用新型即以此實現其發明目的。因此，本實用新型自動跟蹤式太陽能發電及熱水裝置，包括聚光罩及支架，溫差發電器(機)及支撐桿，貯水箱及支架，含進、出及循環水管在內的水管系統，關鍵在于在聚光罩及支架上還設有一包含光敏跟蹤器、機械傳動機構、驅動電機和蓄電池在內的自動跟蹤系統，而溫差發電器循環水管的進、出管口與貯水箱上對應的循環水的出、進水管之間為可伸縮的軟管；光敏跟蹤器固定于聚光罩上并隨聚光罩轉動，驅動電機固定于支撐桿上、機械傳動機構分別設于支撐桿與聚光罩及底座之間并與支撐桿兩端緊固聯接、而與對應的聚光罩及底座可轉動式活動聯接，蓄電池電源輸入端通過導線與溫差發電器的電源輸出端連接、其輸出端則與自動跟蹤系統的驅動電機及光敏跟蹤器連接，以提供工作電流。

上述設于支撐桿與聚光罩及底座之間機械傳動機構分別與對應的聚光罩及底座可轉動式活動聯接，其與對應的聚光罩為上、下方向可轉動式活動聯接，而與底座為左、右方向可轉動式活動聯接。為了在日落后將管內的殘留水抽入貯水箱內、防止管內的殘留水夜間結冰而造成水管凍裂及損壞溫差發電器，在貯水箱循環水進、出水管上均設置一閥門且在其出水管上還設有一電動水泵，該電動水泵的電源接頭通過導線與蓄電池的電源輸出接頭連接。

本實用新型由于在聚光罩上增設了對光照方向的自動跟蹤系統，定時自動修正(調節)聚光罩的方向，使反射光的焦點始終位于溫差發電器的采光面上，從而可將溫差發電器的吸光量及太陽能的利用率和熱效率提高60％以上；在溫差發電器循環水的進、出水管上各設置一閥門并在其出水管上設置電動水泵，可在日落后將管內的殘留水抽入貯水箱內、又有效防止了因管內的殘留水結冰而造成水管凍裂及損壞溫差發電器的弊病。因而，本實用新型具有吸光量及太陽能的利用率和熱效率高，有效提高了裝置的發電量和加熱水量，以及使用安全可靠等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型結構及各部件連接關系示意圖。

圖中：1.底座，2.機械傳動系統、2～1.上、下傳動機構、2～2.上部傳動電機、2～3.左、右傳動機構、2～4.傳動帶、2～5、下部傳動電機，3.支架，4.光敏跟蹤器，5.聚光罩，6.溫差發電器、6～1.支撐桿，7.蓄電池，7～1、7～2：導線，8～1.循環水(熱水)出水管、8～2.循環水(冷卻水)進水管，9.電動水泵，10.閥門，11.貯水箱、11～1.進水管、11～2.熱水出水管，12.貯水箱支架。

具體實施方式：

本施方式：聚光罩5、溫差發電器6及支撐桿6～1、貯水箱11及其進水管11～1、熱水出水管11～2均與背景技術相同。自動跟蹤系統采用濟南市光大電控廠生產的“太陽灶全自動跟蹤裝置”，其中：光敏跟蹤器4固定于聚光罩5上、采光平面與聚光罩罩口平面平行、跟蹤起控角度5-10°可調，原聚光罩的支架本實施方式改為機械傳動系統2自帶的內設螺桿的支架，上部傳動電機2～2、下部傳動電機2～5均為DC12V、12W的微型電機，聚光罩5的上下(太陽光與地面夾角)調整角度為10°-120°、左右(太陽水平方位角)運行(調整)角度為0°-180°；溫差發電器6通過電源導線7～1與蓄電池7的兩電源輸入接頭連接、而蓄電池7的電源輸出接頭則通過輸出導線7～2分別與光敏跟蹤器4、傳動電機2～2及2～5、電動水泵9的正、負極連接并分別向其提供工作電流。運行時光敏跟蹤器4根據太陽光的移動情況，定時(定角度)向傳動電機2～2或2～5發出指令，傳動電機2～2或2～5啟動并帶動聚光罩5上、下或左、右轉動5-10°以確保聚光罩5反射光的焦點始終位于溫差發電器的采光面范圍內；當最低氣溫達到0℃時，在日落后首先關閉循環水進水管8～2上的閥門10、然后開啟電動水泵9將管內的殘留水抽入貯水箱11后，再關閉循環水出水管8～1上的閥門10以防止夜間管內的殘留水結冰；次日日出時再將兩閥門開啟即可。