[發明專利]家用太陽能綜合利用系統

有效

• 申請號: 201010224813.0
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN102313363A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 王海靜
• 申請（專利權）人: 王海靜
• 主分類號: F24J2/02
• 分類號: F24J2/02;F24J2/05;F24J2/46;F24J2/52;F24F5/00;H02N6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

家用太陽能綜合利用系統屬于新能源工程領域。

背景技術：現有的太陽能直接利用主要是熱利用和太陽能發電。在太陽能熱利用方面太陽能熱水器是現在應用最廣泛的太陽能熱利用裝置，特別是真空玻璃管太陽能熱水器，熱利用效率高，壽命長，冬夏可用，成本較低，因為有以上突出的優點，真空管太陽能熱水器在現有太陽能熱水器中占有最主要的地位。但是真空管太陽能熱水器大部分時間只能產生洗澡、洗衣服、涮洗等低品位的熱水，較少時間能夠產生飲用開水；太陽灶也是現有直接利用太陽熱能最有效的方式之一，用它產生燒開水、做飯等高品位熱能，太陽灶分為自動跟蹤和手動跟蹤兩種，自動跟蹤的可以全天對準太陽，但是人們用太陽灶燒開水和做飯的時間較短，它的能力沒有充分發揮因而使用太陽灶的成本較高；太陽能發電是利用太陽能的另一個主要方面，主要分為熱發電和光復發電；現在的太陽能光復發電裝置是把太陽電池制成電池板，根據需要制成大小不等的陣列。

在廣大農村牧區和城市邊緣地帶，太陽灶是大有用途的，它可以解決居民一部分燒開水和做飯炒菜用能，但是它難以解決洗澡、洗衣服、涮洗等低溫熱水的供給，也解決不了取暖和制冷的問題，更解決不了用電問題；太陽能熱水器只能供給熱水，又解決不了炊事等高溫用能；太陽能光復發電又難以解決供給熱水和炊事用能等。

發明內容：本發明就是為了解決以上問題，提供一種既能供給日常生活用的低溫熱水，又能炒菜、做飯、燒開水，又能取暖制冷，又能發電的小型家用太陽能利用系統。

實現本發明的技術方案是：首先制造一種較大采光面積的點聚焦太陽能反射聚光器，以偏聚焦的為宜(因為要用它當做太陽灶以便于炊事操作)，它的面積一般要在三平方米以上到五、六平方米之間，當然為了發電和制冷更大一些也可以，至少要相當于較大的太陽灶能夠滿足一般三口之家很快的做熟一頓飯，它必須設置自動跟蹤系統自動跟蹤太陽，以實現全天采集太陽能。

在房頂或者適當高度設置一個儲熱水箱，這個儲熱水箱可以是球型也可以是圓柱形或者方形、長方形。從儲熱水箱引出管道通到居室供人們用熱水，該管道也和現在的真空管太陽能熱水器的管道一樣設置有保溫隔熱層防止散熱和冬季凍壞，從儲熱水箱再引出管道連通可以放置在太陽能反射聚光器焦點處的聚光吸收器，這個吸收器吸熱部分應當涂有選擇性吸收涂層，需要的話這個吸收器可以安置太陽能電池組進行光復發電。進行光復發電的應當是適應高倍聚光的高效的太陽能電池組，安置在圓形聚光吸收器的底部，其形狀和吸收器底部的形狀相同，覆蓋并嚴密牢固粘接在聚光吸收器的底部和聚光吸收器形成一個牢固的整體。它和聚光吸收器的金屬殼體之間的所有材料應當是耐較高溫度且傳熱性好的材料，它的基質和導線外面的絕緣材料應當是耐較高溫度且有好的熱傳導性能。過去人們設想過聚光太陽能電池發電，實踐證明低倍聚光如線聚焦的可以，點聚焦的屬于高倍聚光一般材料受高熱不能正常工作。吸收器的內部是水，它和上邊的取暖制冷和儲熱水箱相連通，這就制成了太陽電池發電系統和熱水生產系統。

如果不需要發電，則不設置太陽電池發電系統。不管是否設置太陽能電池發電裝置，其吸收器和儲熱水箱及取暖制冷裝置之間都要設置管道連通形成循環，管道的外面都應當設置保溫隔熱層以減少散熱和防止冬季凍壞。

這個系統是由點聚焦的太陽能反射聚光器聚光給設置在焦點的陽光聚光吸收器，因為這個吸收器的下部是太陽能電池發電裝置，陽光聚集在焦點首先被太陽電池吸收進行發電，余下沒有轉化成電能的熱能加熱聚光吸收器內部的水，水被加熱后通過管道上升到儲熱水箱或者取暖制冷裝置形成熱水生產利用系統；所發出的電可以直接利用，也可以通過蓄電池貯存備需要時使用。在發電的同時也加熱了內部的水，熱水循環向上到取暖制冷系統和儲熱水箱，冷水又不斷沉降到吸收器被加熱，這樣吸收器底部的太陽電池組又被降溫，太陽電池總是在較低溫度的情況下工作因而能保持最佳或者適應的工作狀況。這樣不僅發出了電力也利用余熱產生了熱水，而且在產生熱水的同時又給太陽電池降溫，這就制成了一個點聚焦的太陽能熱能生產利用系統和小型家用太陽能光復電站。

如果不進行太陽電池發電聚光吸收器的底部就不安裝太陽電池，聚集的太陽光直接加熱聚光吸收器也就是加熱吸收器的內容水，和安裝在上邊的儲熱水箱連接就成為點聚焦集熱的太陽能熱水器；如果通過管道通到設置的散熱裝置給居室取暖就成為太陽能暖氣；安裝制冷裝置制冷成為太陽能制冷機；或者安裝太陽能空調機，這就僅是太陽能熱利用系統而不是又發電又利用熱能的系統。

利用這個點聚焦的太陽能集熱器做飯和燒開水可以解決居民的炊事用能，所以他也是一個大太陽灶。