太陽(yáng)能收集器和使用該太陽(yáng)能收集器的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能收集器和使用該太陽(yáng)能收集器的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能是一種可再生能源。目前，正開(kāi)發(fā)通過(guò)提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率使太陽(yáng)能進(jìn)入商業(yè)使用的方式。
[0003]太陽(yáng)能是指由太陽(yáng)產(chǎn)生并在例如地球上捕獲的輻射能量(熱和光)。據(jù)估計(jì)，地球每年吸收約3.SXlO6EJ的太陽(yáng)能。如果這些太陽(yáng)能中的一些能加以利用，那么可對(duì)能量供需會(huì)產(chǎn)生重大影響。
[0004]太陽(yáng)能技術(shù)通常分為被動(dòng)捕獲類別或者主動(dòng)捕獲類別。主動(dòng)捕獲指，例如，使用光伏板或者太陽(yáng)能集熱器。而被動(dòng)捕獲指，例如，對(duì)建筑進(jìn)行定向、或者選取材料、或者對(duì)空間進(jìn)行設(shè)計(jì)以使太陽(yáng)能利用率最大化。
[0005]捕獲到的熱太陽(yáng)能可以用在各種各樣的應(yīng)用中，諸如，但不限于，熱水、供暖、供冷、和工藝用熱發(fā)生。在熱太陽(yáng)能的捕獲中，重要的是使收集器盡可能高效，從而可以使采用的資本收益最大化。
[0006]因此，需要一種高效捕獲太陽(yáng)能的太陽(yáng)能收集器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]太陽(yáng)能收集器包括具有空腔和縱軸的第一構(gòu)件。第一構(gòu)件具有形成第一構(gòu)件的一部分的縱向窗口和形成第一構(gòu)件的另一部分的主體。縱向窗口由適于透射太陽(yáng)福射的材料制成。主體具有外部吸收表面和內(nèi)部反射表面。第二構(gòu)件位于第一構(gòu)件的空腔內(nèi)，并且通常與第一構(gòu)件的縱軸平行。第二構(gòu)件適于運(yùn)載能量吸收流體。絕緣材料填充在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的空腔。太陽(yáng)能收集系統(tǒng)包括上述太陽(yáng)能收集器和太陽(yáng)能傳輸裝置，所述太陽(yáng)能傳輸裝置用于引導(dǎo)太陽(yáng)能，以使太陽(yáng)能通過(guò)所述收集器的所述窗口。
【附圖說(shuō)明】
[0008]為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行圖示，在附圖中示出了一種目前優(yōu)選的形式。然而，應(yīng)理解本發(fā)明不限于所示出的精確布置和手段。
[0009]圖1是太陽(yáng)能收集器的圖。
[0010]圖2是使用太陽(yáng)能收集器的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的圖。
[0011]圖3是使用太陽(yáng)能收集器的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照附圖，類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，在圖1中示出了太陽(yáng)能收集器10。通常，收集器10包括第一構(gòu)件12和第二構(gòu)件26，絕緣材料位于所述第一構(gòu)件12與所述第二構(gòu)件26之間。
[0013]第一構(gòu)件12通常是具有縱軸16的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。構(gòu)件12可以具有任何截面形狀;在一個(gè)實(shí)施例中，該截面形狀是圓形(即，第一構(gòu)件12是管子)。第一構(gòu)件12具有空腔14。第一構(gòu)件12包括形成構(gòu)件12的一部分的縱向窗口 18和形成構(gòu)件12的另一部分的主體20。
[0014]窗口 18通常與縱軸16平行。窗口 18可以形成構(gòu)件12的一部分。窗口 18適于將太陽(yáng)能傳輸?shù)娇涨?4中。窗口 18應(yīng)該不允許太陽(yáng)能從空腔14離開(kāi)。在這方面，窗口 18可以是允許輻射進(jìn)入但防止輻射離開(kāi)的“單向”反射鏡，諸如由偏光膜所提供的。窗口 18可以是玻璃或者塑料。
[0015]主體20可以形成第一構(gòu)件12的剩余部分。主體20具有外部(或者外)表面22和內(nèi)部(或者內(nèi))表面24。針對(duì)所述主體20的材料的選擇可以取決于多種因素，包括:在最大預(yù)期溫度下的強(qiáng)度、絕緣性質(zhì)、抗蝕性及成本，略舉數(shù)例。
[0016]所述外部表面22適于吸收太陽(yáng)輻射。所述外部表面22可以是在所述主體上的涂層，或者可以是層合到所述主體上的層，或者可以與所述主體成為一體。在一個(gè)實(shí)施例中，所述外部表面22可以是黑色表面，以便模擬理想化的黑色主體。所述理想化的黑色主體可以體現(xiàn)為吸收所有入射的電磁輻射(包括太陽(yáng)輻射)而不考慮入射頻率或者角度的物體。
[0017]所述內(nèi)部表面24適于反射太陽(yáng)輻射。所述內(nèi)部表面24可以是在所述主體上的涂層，或者可以是層合到所述主體上的層，或者可以與所述主體成為一體。在一個(gè)實(shí)施例中，所述內(nèi)部表面24是鏡面，以便反射所有入射到其上的輻射而不吸收任何該輻射。
[0018]第二構(gòu)件26通常是具有縱軸16的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。第二構(gòu)件26可以位于第一構(gòu)件12的空腔14內(nèi)的任何地方。構(gòu)件26可以具有任何截面形狀;在一個(gè)實(shí)施例中，該截面形狀是圓形(即，第二構(gòu)件26是管子)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二構(gòu)件26與所述第一構(gòu)件12的所述軸線16同軸。一方面，第二構(gòu)件26適于從其運(yùn)載能量吸收流體。另一方面，第二構(gòu)件26還適于高效地捕獲太陽(yáng)能或者允許太陽(yáng)能通過(guò)，進(jìn)入能量吸收流體。針對(duì)后一方面，如上所述，第二構(gòu)件26可以是黑色的，以便模擬理想化的黑色主體。第二構(gòu)件26可以由玻璃(例如，Pyrex)、石英、陶瓷、塑料、金屬或者它們的組合制成。針對(duì)所述第二構(gòu)件26的材料的選擇可以取決于多種因素，包括:在最大預(yù)期溫度下的強(qiáng)度、絕緣性質(zhì)、抗蝕性及成本，略舉數(shù)例。
[0019]在所述主體20與所述第二構(gòu)件26之間的間隙或者空間可以是任何距離。在考慮該間隙的寬度時(shí)，必須記住幾點(diǎn)需要考慮的事項(xiàng)。如下所述，這些需要考慮的事項(xiàng)包括:太陽(yáng)能導(dǎo)向器的焦距和尺寸;所述主體20的直徑越大，越易于收集太陽(yáng)輻射，但是隔熱性越差。
[0020]所述能量吸收流體可以是任何流體。例如，該流體可以是流體或者氣體。對(duì)流體的選擇不做限制，并且可以由捕獲到的能量的后續(xù)使用方式?jīng)Q定。在一個(gè)實(shí)施例中，所述能量吸收流體可以是水和乙二醇的混合物。在另一實(shí)施例中，所述能量吸收流體可以是水。
[0021]絕緣材料28占據(jù)了所述第一構(gòu)件12與所述第二構(gòu)件26之間的空間。絕緣材料28可以是適于盡可能高效地(即，吸收盡可能少的輻射能量)傳輸進(jìn)入所述窗口 18的太陽(yáng)能的任何材料。絕緣材料可以是流體或者真空。該流體可以是氣體。
[0022]參照?qǐng)D2和圖3，圖示了利用太陽(yáng)能收集器10的系統(tǒng)30。通常，系統(tǒng)30