專利名稱：一種聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能源裝置，尤其是指一種能夠聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備。
背景技術(shù)：
太陽能是取之不盡的可再生能源，因此在市場(chǎng)上已出現(xiàn)了利用太陽能作為能源的多種類型的設(shè)備，例太陽能電池板、太陽能熱能設(shè)備等。目前市場(chǎng)上提供的太陽能電池板、太陽能熱能設(shè)備中，其光能、熱能收集方法是采用吸熱的方法、吸光的方法；其光能、熱能的收集設(shè)備(太陽能板)大多采用平面形式、管狀形式、槽形或拋物面形式。這一類產(chǎn)品的太陽能板設(shè)備占地面積大，而對(duì)太陽能的光能、熱能的聚熱效應(yīng)、聚光效應(yīng)卻一般。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種能夠增加太陽光的采光面積，減少太陽能設(shè)備的占地面積，并能提高聚光、聚熱效率的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于包括如下結(jié)構(gòu)一個(gè)框托架，由耐高溫材料制成，所述框托架的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框，所述圍框內(nèi)設(shè)置具有至少一個(gè)孔的孔狀托架，所述圍框底部置有框托架底板至少一個(gè)聚能器，每個(gè)聚能器由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體，并置于所述框托架的圍框內(nèi)孔狀托架的每個(gè)孔內(nèi)，所述聚能器的器壁由外壁以及緊貼所述外壁的內(nèi)壁組成，所述外壁由吸光、吸熱材料制成，所述內(nèi)壁是采用反光材料制成的光反射層，所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形，能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射，使所述每個(gè)聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應(yīng)；聚能器底板，置于所述至少一個(gè)聚能器的下方，并固定于所述框托架上，所述聚能器底板由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
所述聚能器底板與所述聚能器的底部之間或緊密相連，或相離；相離時(shí)每個(gè)聚能器呈孔狀，相連時(shí)每個(gè)聚能器呈杯狀。
在所述至少一個(gè)聚能器的上方，設(shè)置一個(gè)固定于所述框托架上的封閉所述至少一個(gè)聚能器的由透明、透光材料制成的保溫防護(hù)層，使整塊所述太陽能板設(shè)備處于封閉狀態(tài)。
所述至少一個(gè)聚能器內(nèi)采用真空封閉。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的集熱管板，并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)設(shè)置一層保溫材料層。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的太陽能電池板，并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)置有電池板組件。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板采用作為熱能板使用的集熱管板。
所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板采用作為光電能板的太陽能電池板。
所述太陽能板設(shè)備是弧形狀板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的效果本發(fā)明的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備的實(shí)施效果本發(fā)明太陽能板設(shè)備增加了太陽光的采光接觸面積，增強(qiáng)了太陽能光能、熱能的聚光、聚熱效應(yīng)，節(jié)約了太陽能板的占地面積。另外，本發(fā)明的太陽能板設(shè)備可以作為太陽能電池板或熱能板使用，將電能或熱能傳輸至蓄電池、用電設(shè)備或熱能使用設(shè)備、儲(chǔ)熱設(shè)備、溫控設(shè)備，因此，本發(fā)明的太陽能板設(shè)備可作為暖氣設(shè)備、空調(diào)設(shè)備中提供熱能、電能的配套設(shè)施。本發(fā)明太陽能板的微型結(jié)構(gòu)可以用在各種太陽能電器上，如太陽能燈、太陽能手機(jī)、太陽能航空警示等等。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實(shí)施例之一的平面示意圖；圖2是圖1的太陽能板縱深方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1、圖2中的每個(gè)聚能器的結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖4是太陽能板為熱能板時(shí)聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖；圖5是太陽能板為電池板時(shí)聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖；圖6是太陽能板為熱能板時(shí)聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖；圖7是太陽能板為電池板時(shí)聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實(shí)施例之二的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的太陽能板結(jié)構(gòu)實(shí)施例之一的平面示意圖。
圖2是圖1的太陽能板縱深方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本發(fā)明的太陽能板設(shè)備100不是一個(gè)實(shí)芯的平面型板材，而是由框托架結(jié)構(gòu)102以及置于框托架結(jié)構(gòu)內(nèi)的至少一個(gè)聚能器101組成。
所述太陽能板設(shè)備100是弧形狀板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
上述框托架102是由耐高溫材料制成，所述框托架102的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框，所述圍框內(nèi)設(shè)置具有至少一個(gè)孔的孔狀托架，所述圍框底部置有框托架底板?？蛲屑?02留有槽線，作為各個(gè)聚能器101傳輸電能、熱能的管線支架。
框托架102結(jié)構(gòu)由圍框與孔狀托架壓封而成，孔狀托架與每個(gè)聚能器101相連處有安裝孔，以固定所述聚能器101，易于使用，結(jié)構(gòu)牢固。
本發(fā)明中還包括聚能器底板12，該聚能器底板12置于所述至少一個(gè)聚能器101的下方，并固定于所述框托架102上，所述聚能器底板12由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
上述至少一個(gè)聚能器101的結(jié)構(gòu)參見圖3。
圖3是圖1、圖2中的每個(gè)聚能器的結(jié)構(gòu)放大示意圖如圖3所示，本發(fā)明的太陽能板設(shè)備100中的聚光、聚熱采用的形式是利用每個(gè)聚能器101的器壁聚光、聚熱。
下面結(jié)合圖3，對(duì)本發(fā)明的每個(gè)聚能器101的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
每個(gè)聚能器101是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁11構(gòu)成的中空體，并置于所述框托架102的圍框內(nèi)孔狀托架的每個(gè)孔內(nèi)，所述聚能器101的器壁11由外壁111以及緊貼所述外壁111的內(nèi)壁112組成，所述外壁111由吸光、吸熱材料制成，所述內(nèi)壁112是采用反光材料制成的光反射層，所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形，能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射，使所述每個(gè)聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應(yīng)。
所述聚能器底板12與所述聚能器101的底部之間或緊密相連，或相離；相離時(shí)每個(gè)聚能器101呈孔狀，相連時(shí)每個(gè)聚能器呈杯狀。
所述至少一個(gè)聚能器101內(nèi)可以采用真空封閉。
為了使聚能器101的儲(chǔ)能效果更佳，在所述至少一個(gè)聚能器101的上方，設(shè)置一個(gè)固定于所述框托架102上的封閉所述至少一個(gè)聚能器101的由透明、透光材料制成的保溫防護(hù)層10，使至少一個(gè)聚能器101處于封閉狀態(tài)。保溫防護(hù)層10的材質(zhì)可以是鋼化玻璃、石英玻璃，為抵抗環(huán)境和機(jī)械的影響提供高效的保護(hù)，對(duì)直射光和散射光具有很高的透射率。
聚能器101的器壁11由外壁111以及緊貼外壁111的內(nèi)壁112組成。
外壁111由太陽能電池組或集熱管板制成。
內(nèi)壁112是采用光反射層。
外壁111以及內(nèi)壁112以及聚能器底板12視不同的用途，采用不同的材料。
圖4是太陽能板為熱能板時(shí)聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，當(dāng)所述的太陽能板100作為熱能板時(shí)，外壁11b采用能聚熱的集熱管板(如可以采用市場(chǎng)定制的銅制集熱管板，該集熱管的形狀可以是橢圓形、或正方形、或長(zhǎng)方形等)。此時(shí)，內(nèi)壁11a采用吸熱的光反射材料(如可以采用銀鍍層的光反射材料)。聚能器底板12b采用如外壁11b一樣的集熱管板(沒有光反射層)，如圖6所示，圖6是太陽能板為熱能板時(shí)聚能器底板的結(jié)構(gòu)圖。如圖4、6所示，為了達(dá)到更好的保溫效果，在用集熱管板作為外壁11b及聚能器底板12b時(shí)，在外壁11b及聚能器底板12b的外側(cè)及框托架結(jié)構(gòu)側(cè)板設(shè)置一層保溫材料層11c(如可采用聚氨酯保溫層)。
圖5是太陽能板為電池板時(shí)聚能器器壁的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，當(dāng)所述的太陽能板100作為電池板時(shí)，外壁11e采用能聚光的太陽能電池板(采用市場(chǎng)供應(yīng)的太陽能電池板(如紅外線光伏電池組件)。此時(shí)，內(nèi)壁11d采用能穿透不可見光的光反射材料(如真空鍍介子膜的藍(lán)石英玻璃層)。聚能器底板12e采用如外壁11e一樣的太陽能電池板(沒有光反射層)，如圖7所示，圖7是太陽能板為電池板時(shí)聚能底板的結(jié)構(gòu)圖。如圖5、7所示，太陽能板為電池板時(shí)，在外壁11e及聚能底板12e的外側(cè)置有電池板組件11f。
本發(fā)明太陽能板設(shè)備100作為太陽能電池板設(shè)備時(shí)，通過光能轉(zhuǎn)換成電能，與太陽能控制器蓄電池、各類耗電設(shè)備電器或與供電系統(tǒng)相連接，組成太陽能發(fā)電蓄電設(shè)備。
本發(fā)明太陽能板設(shè)備100作為太陽能熱能板設(shè)備時(shí)，通過太陽熱能轉(zhuǎn)換成物理熱能(如熱水、熱油、熱氣等)，傳輸至儲(chǔ)熱設(shè)備、溫控設(shè)備、熱能使用設(shè)備(如暖氣設(shè)備、太陽能空調(diào)設(shè)備等)，組成太陽能熱能設(shè)備。
根據(jù)需要本發(fā)明太陽能板設(shè)備100也可以由以下材料組成所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁112采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板12采用如所述外壁111一樣的集熱管板，并在所述外壁111及所述聚能器底板12的外側(cè)設(shè)置一層保溫材料層；所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁112采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板12采用如所述外壁111一樣的太陽能電池板，并在所述外壁111及所述聚能器底板12的外側(cè)置有電池板組件；所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁112采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板12采用作為熱能板使用的集熱管板；所述聚能器器壁11的外壁111采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁112采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板12采用作為光電能板的太陽能電池板。
下面對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備的聚能過程進(jìn)行說明。
本發(fā)明利用光學(xué)反射原理對(duì)太陽能進(jìn)行聚光、聚熱。
本發(fā)明是在太陽能板設(shè)備100上設(shè)置至少一個(gè)聚能器101，太陽光在每個(gè)聚能器101內(nèi)部通過聚能器101的內(nèi)壁112向內(nèi)、向下的多次反射(如圖1中虛線所示)，由于聚能器底板12無光反射層，使太陽光在聚能器101內(nèi)進(jìn)行充分的聚光聚熱，如果聚能器101高度是h(如圖2所示)，則在聚能器101的底部，約1/2h的底部區(qū)域內(nèi)是聚光、聚熱效果最佳的區(qū)域，稱為聚能區(qū)13(如圖3所示)，這樣的聚能方式增加了光能、熱能收集的使用效率，顯然比平板式的太陽能板聚能的效率高，實(shí)際使用時(shí)增加了太陽光的采光接觸面積，增強(qiáng)了太陽能光能、熱能的聚光、聚熱效應(yīng)，節(jié)約了太陽能板的占地面積。
如果作為電池板，即光電能板時(shí)，太陽光經(jīng)具有透明反光材質(zhì)或透明反光涂層的反射層11d時(shí)、太陽光紅外線紫外線等各種形式可見、不可見光能一部分可以穿透反射層11d，聚光于孔外壁11b上，另一部分又經(jīng)過反射層11d的多次反射，提高了聚光效率。
此外，本發(fā)明的聚能器101的頂部或太陽能板框托架結(jié)構(gòu)頂部采用了透明透光保溫的封閉方式(使用了保溫層10)，增強(qiáng)了設(shè)備熱能的保溫聚熱效應(yīng)，聚能器101內(nèi)或整塊太陽能板封閉區(qū)也可采用真空封閉技術(shù)，以減少熱能散發(fā)。
本發(fā)明的太陽能板設(shè)備可以作為太陽能電池板或熱能板使用，然后將電能或熱能傳輸至蓄電池、用電設(shè)備或熱能使用設(shè)備、儲(chǔ)熱設(shè)備、溫控設(shè)備。本發(fā)明太陽能板設(shè)備可提供電能服務(wù)、供暖服務(wù)、供熱水服務(wù)。因此，本發(fā)明可作為暖氣設(shè)備、空調(diào)設(shè)備中提供熱能、電能的配套設(shè)施。
本太陽能板設(shè)備的微型結(jié)構(gòu)也可以用在各種太陽能電器上，如太陽能燈、太陽能手機(jī)、太陽能航空警示、太陽能手電筒等等。
本太陽能板設(shè)備也可以制成是熱能板、電能板的結(jié)合體(如聚能器為太陽能光伏電池組件，與聚能器分離的聚能底板為熱能板組件)，最大限度的利用太陽光的光能、熱能這兩種能源。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
例如太陽能板的表面形狀不限于如圖1所示的太陽能板100的形狀，也可以如圖8所示的太陽能板200的表面形狀，邊框202內(nèi)的聚能器201的孔口可以是正方形或長(zhǎng)方形或多邊形或各種圓形。
另外，制作時(shí)太陽能板設(shè)備100可以制成不同尺寸的單元產(chǎn)品，使用時(shí)，根據(jù)需要，或用一個(gè)單元的太陽能板設(shè)備100，或用數(shù)個(gè)單元的太陽能板設(shè)備100組裝而成。
權(quán)利要求
1.一種聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于包括如下結(jié)構(gòu)一個(gè)框托架，由耐高溫材料制成，所述框托架的結(jié)構(gòu)是由邊框圍成一圍框，所述圍框內(nèi)設(shè)置具有至少一個(gè)孔的孔狀托架，所述圍框底部置有框托架底板；至少一個(gè)聚能器，每個(gè)聚能器是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體，并置于所述框托架的圍框內(nèi)孔狀托架的每個(gè)孔內(nèi)，所述聚能器的器壁由外壁以及緊貼所述外壁的內(nèi)壁組成，所述外壁由吸光、吸熱材料制成，所述內(nèi)壁是采用反光材料制成的光反射層，所述內(nèi)壁結(jié)構(gòu)為弧形或板形，能使自上而下的太陽光在所述聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射，使所述每個(gè)聚能器內(nèi)部產(chǎn)生聚光聚熱效應(yīng)；聚能器底板，置于所述至少一個(gè)聚能器的下方，并固定于所述框托架上，所述聚能器底板由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述聚能器底板與所述聚能器的底部之間或緊密相連，或相離；相離時(shí)每個(gè)聚能器呈孔狀，相連時(shí)每個(gè)聚能器呈杯狀。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于在所述至少一個(gè)聚能器的上方，設(shè)置一個(gè)固定于所述框托架上的封閉所述至少一個(gè)聚能器的由透明、透光材料制成的保溫防護(hù)層，使整塊所述太陽能板設(shè)備處于封閉狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述至少一個(gè)聚能器內(nèi)采用真空封閉。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于還包括所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的集熱管板，并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)設(shè)置一層保溫材料層。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板采用如所述外壁一樣的太陽能電池板，并在所述外壁及所述聚能器底板的外側(cè)置有電池板組件。
7.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為光電能板的太陽能電池板時(shí)，所述內(nèi)壁采用能穿透不可見光的光反射材料，所述聚能器底板采用作為熱能板使用的集熱管板。
8.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述聚能器器壁的外壁采用的吸光、吸熱材料是作為熱能板使用的集熱管板時(shí)，所述內(nèi)壁采用吸熱的光反射材料，所述聚能器底板采用作為光電能板的太陽能電池板。
9.如權(quán)利要求1所述的聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，其特征在于所述太陽能板設(shè)備是弧形狀的板結(jié)構(gòu)或是直線平板狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種聚光及聚熱的太陽能板設(shè)備，屬能源裝置，是為解決一般太陽能板占地面積大，聚光、聚熱效率不高而提出的太陽能板設(shè)備，包括如下結(jié)構(gòu)一個(gè)框托架，由耐高溫材料制成，由一圍框，圍框內(nèi)設(shè)置具有至少一個(gè)孔的孔狀托架，底部有框托架底板；至少一個(gè)聚能器，每個(gè)聚能器是由上寬下窄的幾何結(jié)構(gòu)的器壁構(gòu)成的中空體，并置于框托架的孔狀托架的每個(gè)孔內(nèi)，聚能器的器壁由外壁及內(nèi)壁組成，外壁由吸光、吸熱材料制成，內(nèi)壁是光反射層，使太陽光在聚能器內(nèi)部產(chǎn)生向內(nèi)、向下反射；置于聚能器下方的聚能器底板，由無光反射層的吸光、吸熱材料制成。本發(fā)明可以作為太陽能電能板設(shè)備或熱能板設(shè)備使用，為熱能使用設(shè)備、電能使用設(shè)備提供熱能、電能的配套設(shè)施。
文檔編號(hào)F24J2/46GK1844793SQ20061002631
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者張紀(jì)文, 張心韻 申請(qǐng)人:張紀(jì)文