[發(fā)明專利]一種風光互補式石墨烯集熱裝置及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910140891.3
• 申請日: 2019-02-16
• 公開（公告）號: CN111578541B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 雷達;吳色音白拉;孟根其其格
• 申請（專利權）人: 雷達
• 主分類號: F24S70/20
• 分類號: F24S70/20;F24S10/40;F24S10/70;F24S20/40;H05B3/03;H05B3/14;H05B3/34;C01B32/182
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1.一種風光互補式石墨烯集熱裝置，包括：真空集熱管、太陽能電池背板、風力發(fā)電機、蓄電池、逆變器、溫度傳感器、控制電路、保溫水箱、支架，所述真空集熱管由一端開口另一端封閉的外玻璃管、內(nèi)玻璃管和保溫性橡膠塞子構成，所述內(nèi)玻璃管經(jīng)過位于所述外玻璃管開口端的所述橡膠塞子套裝于所述外玻璃管中，所述內(nèi)玻璃管和所述外玻璃管之間為真空，所述真空集熱管的開口端與所述保溫水箱相互聯(lián)通，而且在所述保溫水箱中設置有所述溫度傳感器，所述支架支撐著所述真空集熱管、所述保溫水箱和所述太陽能電池背板等，其特征在于，

在所述內(nèi)玻璃管外表面上設有第一條狀金屬箔電極和第二條狀金屬箔電極，其一端分別與在所述保溫橡膠塞子上的兩個外接電極連接，另一端在所述內(nèi)玻璃管外側表面上軸對稱地延伸到所述內(nèi)玻璃管上的相對面的一端或者分別在所述內(nèi)玻璃管兩端的外側表面上圍繞一圈；

在所述內(nèi)玻璃管外表面上還涂有一層兼?zhèn)潆娂訜峁δ芎凸鉄徂D換功能的石墨烯加熱膜，膜厚為1～20μm，并且覆蓋于所述第一條狀金屬箔電極和所述第二條狀金屬箔電極外表面上。

2.如權利要求1所述的風光互補式石墨烯集熱裝置，其特征在于，在所述控制電路的控制下，當所述保溫水箱內(nèi)部溫度低于設定溫度時，上述外接電極經(jīng)所述逆變器與所述蓄電池電連接，或者直接與所述太陽能電池背板和所述風力發(fā)電機電連接，并且對集熱管進行電加熱；

而所述保溫水箱內(nèi)部溫度高于設定溫度時，所述外接電極與上述蓄電池、所述太陽能電池背板和所述風力發(fā)電機斷開電連接，而且所述太陽能電池背板和所述風力發(fā)電機對上述蓄電池進行充電儲能。

3.一種引用權利要求1或2的風光互補式石墨烯集熱裝置的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)在水或有機溶劑中配制濃度為1～20mg/ml的PVP溶液，加入十二烷基苯磺酸鈉，使得其濃度達到2～6mg/ml，再加入蠕蟲膨脹石墨粉超聲2～5h得到濃度為5～20mg/ml的石墨烯漿料，然后，再加入填加劑攪拌0.5～1h，獲得均勻分散的石墨烯涂料，其中，所述填加劑為金納米顆粒、銀納米顆粒、三氧化四鐵、二氧化錳、氧化銅、導電炭黑、碳納米管中的任意一種或幾種；

(2)采用金屬箔膠帶，在所述內(nèi)玻璃管外表面上布好所述第一條狀金屬箔電極和所述第二條狀金屬箔電極；

(3)采用上述步驟(1)中制備的所述石墨烯涂料，在所述內(nèi)玻璃管外表面和已布好的所述第一條狀金屬箔電極和所述第二條狀金屬箔電極外表面上形成一層石墨烯加熱膜，等它自然晾干之后，將所述第一條狀金屬箔電極和所述第二條狀金屬箔電極的一端分別與所述保溫橡膠塞子上的所述兩個外接電極焊接，并且抽真空封裝，獲得所述風光互補式石墨烯太陽能集熱裝置的所述真空集熱管；

(4)在所述支架上安裝所述太陽能電池背板，然后，將所述真空集熱管并排安裝于所述太陽能電池背板上面的空格處，使得所述真空集熱管的開口端與其上面的所述保溫水箱相互聯(lián)通；

(5)最后，安裝電路就可以得到所述風光互補式石墨烯集熱裝置。

4.如權利要求3所述的風光互補式石墨烯集熱裝置的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑是乙醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、NMP、DMF、乙二醇、二甲基乙酰胺之中的任意一種或幾種。

5.如權利要求3所述的風光互補式石墨烯集熱裝置的制備方法，其特征在于：所述填加劑與石墨烯的重量比為1～2∶5。

6.如權利要求1所述的風光互補式石墨烯集熱裝置，其特征在于：所述第一條狀金屬箔電極和所述第二條狀金屬箔電極是由銀、銅、鋁中的任意一種或幾種組成的。

7.如權利要求1或2所述的風光互補式石墨烯集熱裝置，其特征在于：所述控制電路與所述保溫水箱中的所述溫度傳感器及電源連接，而且能夠自動控制所述風光互補式石墨烯太陽能集熱裝置的蓄電和儲熱。