[發明專利]雙翼插入式太陽能溫差發電集熱器

無效

• 申請號: 201010193650.4
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102270948A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 李春信;汪志剛;李佳雪;賈傳杰
• 申請（專利權）人: 李佳雪
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F24J2/05;F24J2/24
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種太陽能溫差發電集熱器，具體涉及一種雙翼插入式太陽能溫差發電集熱器。

背景技術

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展，因異徑真空管及密排技術已經成熟，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；因受到技術發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已有問世，但均存在采用等徑真空管效率低、通過溫差發電模塊后的熱量傳遞采用普通的散熱器機構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已成為一項重大的研究課題。

補充的本領域公知常識：半導體溫差發電模塊是根據塞貝克效應制成的，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，其單位為V?K或LV?K.塞貝克系數AS是由材料本身的電子能帶結構決定的。半導體溫度發電模塊，是一種利用溫差直接將熱能轉化為電能的全固態能量轉化發電裝置，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點。

補充的現有技術：半導體溫差發電模塊外形尺寸有多種，常用的為40mm×40mm×4mm，共有127對PN結，具有一定的耐高溫特性(熱端穩定工作溫度可達180℃，最高短時沖擊溫度220℃)，熱電轉化效率為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，則發電電壓可達到3.5V，短路電流可達到3-5A。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙翼發電集熱器，該集熱器集太陽能溫差發電與生產熱水于一體，在提供熱水的同時提供一定的電能，克服以往熱水器結構不合理、實用性差、發電效率低、應用單一的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的，該雙翼集熱器包括防護外箱、內聯水箱、支架、對稱設于防護外箱兩側的若干異徑或等徑玻璃真空管，內聯水箱與防護外箱間填充有保溫層，防護外箱以及兩側的若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，防護外箱及內聯水箱兩側都開有通孔，異徑或等徑玻璃真空管插入防護外箱及內聯水箱兩側通孔內，各玻璃真空管通過通孔與內聯水箱連通，接口處密閉，在內聯水箱壁上安裝有若干發電模塊總成，所述發電模塊總成包括有集熱體、發電模塊、冷卻水箱、壓簧、壓板、若干個螺栓；該集熱體浸入內聯水箱介質水體內；冷卻水箱左右側有進出水管形成冷卻系統；發電模塊置于集熱體與冷卻水箱之間，所述發電模塊是一個扁平帶正負引出線的直流半導體器件，其兩個平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體的相鄰平面，所述發電模塊的冷端平面緊貼冷卻水箱平面；壓簧一端壓住水箱，另一端抵住壓板，壓板開通孔及集熱體基部四周分別開螺紋孔，并通過若干個壓緊螺栓將壓板壓緊固定。

為了更好均勻導熱，有利于保護發電模塊，在集熱器與發電模塊之間還可以設有導熱板，導熱板分別與集熱體、發電模塊之間的接觸面緊密貼合。

本發明是將半導體溫差發電技術與太陽能熱水器合理巧妙地相結合，在提供10％的左右的光-熱-電轉換效率的同時還提供高達63％左右的光-熱轉換效率，其綜合光利用率達73％左右，具國際領先水平。

附圖說明

圖1為實施例1內聯水箱雙翼水冷集熱器整體結構示意圖

圖1-1為圖1的局部放大圖

圖2為實施例1(單發電)徑向的剖視示意圖(玻璃真空管采用省略形式)

圖3為實施例2(雙發電)徑向的剖視示意圖(玻璃真空管采用省略形式)

圖4為集熱體的截面結構示意圖，其中圖4a、4b為杯狀，圖4c、4d為指狀結構，圖4e、4f為扁平狀結構，圖4g為扁平且進一步的柵化結構，圖4h、圖4i為帶輻射筋結構

標記說明：1-支架，11支架尾托，2-防護外箱，21-防護外箱蓋，22-保溫層，3-等徑或異徑玻璃真空管，4-內聯水箱，41-密封硅膠圈，5-發電模塊總成，51-集熱體，53-發電模塊，541-壓板，542-壓簧，543-壓緊螺栓，561-冷卻水管，562-冷卻分水管，563-冷卻水箱，564-主水管，57-密封圈

具體實施方式