[發(fā)明專利]實體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010193614.8
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102270945A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 李春信;汪志剛;李佳雪;賈傳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 李佳雪
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能溫差發(fā)電集熱器，具體涉及一種實體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器。

背景技術(shù)

太陽能光熱利用、光電利用已受到人們的高度重視，近幾年得到了高速發(fā)展，因異徑真空管及密排技術(shù)已經(jīng)成熟，太陽能光熱利用的效率已有重大突破，其效率已高達73％左右，但熱能的用途客觀上有很大局限性，不具有電能使用的廣泛性及靈活性；因受到技術(shù)發(fā)展水平等因素的制約，太陽能光電利用的效率僅僅12％左右，使得發(fā)電成本居高不下，推廣困難。將太陽能的光熱利用和光電利用綜合為一體的系統(tǒng)已有問世，但均存在采用等徑真空管效率低、通過溫差發(fā)電模塊后的熱量傳遞采用普通的散熱器機構(gòu)不便與水箱密切配合導熱阻力大等問題。綜合、高效、科學合理的太陽能利用系統(tǒng)已成為一項重大的研究課題。

補充的本領(lǐng)域公知常識：半導體溫差發(fā)電模塊是根據(jù)塞貝克效應制成的，即把兩種半導體的接合端置于高溫，處于低溫環(huán)境的另一端就可得到電動勢E：E＝As$T＝As(T2-T1)。式中：As為塞貝克系數(shù)，其單位為V?K或LV?K.塞貝克系數(shù)AS是由材料本身的電子能帶結(jié)構(gòu)決定的。半導體溫度發(fā)電模塊，是一種利用溫差直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)化發(fā)電裝置，它無需化學反應且無機械移動部分，因而具有無噪音，無污染，無磨損，重量輕，使用壽命長等種種優(yōu)點。

補充的現(xiàn)有技術(shù)：半導體溫差發(fā)電模塊外形尺寸有多種，常用的為40mm×40mm×4mm，共有127對PN結(jié)，具有一定的耐高溫特性(熱端穩(wěn)定工作溫度可達180℃，最高短時沖擊溫度220℃)，熱電轉(zhuǎn)化效率為11.7％。該扁平半導體器件帶正負引出線的直流，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，若兩面溫差能達到攝氏60度，則發(fā)電電壓可達到3.5V，短路電流可達到3-5A。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)聯(lián)水箱集熱器，該集熱器集太陽能溫差發(fā)電與生產(chǎn)熱水于一體，在提供熱水的同時提供一定的電能，克服以往熱水器結(jié)構(gòu)不合理、實用性差、發(fā)電效率低、應用單一的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，該實體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器包括防護外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi)聯(lián)水箱置于防護外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護外箱間填充有保溫層，防護外箱以及若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封閉端置于支架尾部，防護外箱及內(nèi)聯(lián)水箱底部設有通孔，各玻璃真空管開口處插入該通孔，同時在該通孔處安裝有若干發(fā)電模塊總成，所述每個發(fā)電模塊總成包括金屬集熱體、扁平發(fā)電模塊、金屬散熱體、防護套、若干個壓緊螺栓；所述金屬集熱體為長條金屬實心體，整個長條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)，所述長條金屬實心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片，該吸熱翅片與長條金屬實心體一起插入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電模塊置于金屬集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一個扁平帶正負引出線的直流半導體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基部、金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體固定；防護套設于玻璃真空管與發(fā)電模塊總成之間的間隙內(nèi)。

本發(fā)明是又可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，該雙翼插入式實體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器包括防護外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi)聯(lián)水箱置于防護外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護外箱間填充有保溫層，防護外箱以及若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管對稱設于防護外箱的兩側(cè)，防護外箱及內(nèi)聯(lián)水箱兩側(cè)對應玻璃真空管開口處設有通孔，各玻璃真空管開口插入通孔，同時在通孔處安裝有若干發(fā)電模塊總成，所述每個發(fā)電模塊總成包括金屬集熱體、扁平發(fā)電模塊、金屬散熱體、防護套、若干個壓緊螺栓；所述集熱體為長條形實心金屬體，整個長條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)；所述長條金屬實心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片，該吸熱片與長條金屬實心體一起插入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電模塊置于金屬集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一個扁平帶正負引出線的直流半導體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基部、金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體固定；防護套設于玻璃真空管與發(fā)電模塊總成之間的間隙內(nèi)。