一種太陽能熱電儲能裝置的制作方法

本申請涉及太陽能發電技術領域，尤其涉及一種太陽能熱電儲能裝置。

背景技術：

目前，太陽能的應用都比較單一，能夠綜合太陽能發電、貯熱的產品還很少見。現有的太陽能系統在功能上和成本上還不能達到人們的期望，太陽能遲遲無法全面推廣的主要障礙便是其居高不下的成本。中國可再生能源發展戰略研究發明組的研究表明，太陽能資源的開發利用成本與其利用技術和利用方式有很大的關系。這啟發我們要不斷地拓展和刷新太陽能利用的思路，提高太陽能應用的經濟性。

現在也有許多熱水器利用太陽能的設備，如太陽能電池板和太陽能熱水器等，太陽能的利用太過單一，只能產生熱水，且在冬天時無法吸收到足夠的熱能導致所產生的熱水溫度不夠高，通過調查我還發現有另一種太陽能設備就是利用太陽能電池板發電，但它的缺點也是顯而易見的：成本大，轉換效率不高，到現在為止對太陽能的轉換效率一般只有15％左右，而且對太陽能的利用也是單一的，只能產生電能。為了解決現有太陽能裝置不能既能發電又能產生熱能的問題，研制本發明一種太陽能熱電儲能裝置。

技術實現要素：

本申請提供一種太陽能熱電儲能裝置，以解決現有太陽能設備不能同時蓄電、貯熱的問題。

本申請實施例提供一種太陽能熱電儲能裝置，包括底板、真空管底座、電推桿、伸縮桿、反光片連接片、反光片、進水管、支撐桿、補水箱、支撐桿底座、滑輪底板、滑輪連接架、滑輪、補水箱入水孔、冷端水冷頭、冷端出水閥、熱端入水閥、步進電機、半導體溫差發電片、熱端水冷頭、貯水箱、貯水箱入水口、貯水箱出水口、輸水管、換向閥、電器元件掛架、水泵、真空管連接管、控制器、風速傳感器、真空管入水口、真空管出水口、出水管、蓄電池、螺旋吸熱管、溫度傳感器、補水箱出水孔和真空管，所述底座的表面均勻設置有所述支撐桿底座，所述底座的底部均勻設置有所述滑輪底板，所述滑輪底板底部焊接有所述滑輪連接架，所述滑輪連接架的內壁螺接有所述滑輪，所述底座的表面由左至右依次設置有所述貯水箱，所述電器元件掛架和所述補水箱，所述真空管底座底部均勻設置有所述真空管連接管，所述真空管連接管與所述支撐桿底座之間套接有所述支撐桿，所述電器元件掛架由上至下依次設置有所述半導體溫差發電片、所述換向閥和所述水泵，所述底座的表面中心設置有所述蓄電池，所述蓄電池的側壁設置有所述控制器，所述半導體溫差發電片的一側設置有所述熱端水冷頭，所述半導體溫差發電片的另一側設置有所述冷端水冷頭，所述熱端水冷頭的頂部設置有所述熱端入水閥，所述冷端水冷頭的側壁設置有所述冷端出水閥，所述貯水箱的端頭表面設置有所述貯水箱入水口和所述貯水箱出水口，所述補水箱的端面設置有所述補水箱入水孔和所述補水箱出水孔，所述真空管底座的側壁設置有所述電推桿，所述電推桿的端頭設置有所述伸縮桿，所述伸縮桿的端頭設置有所述反光片連接片，所述反光片連接片的底部螺接有所述反光片，所述真空管底座的頂部設置有所述風速傳感器，所述真空管底座的一側設置有所述真空管，所述真空管底座的另一側設置有所述真空管入水口和所述真空管出水口，所述真空管底座的內部設置有所述步進電機，所述真空管的內部設置有所述螺旋吸熱管，所述螺旋吸熱管的側壁設置有所述溫度傳感器，所述控制器的輸入端分別與所述風速傳感器和所述溫度傳感器電連接，所述控制器的輸出端分別與所述熱端入水閥、所述水泵、所述換向閥、所述電推桿和所述步進電機電連接，所述熱端水冷頭與所述真空管出水口之間通過所述出水管連接，所述冷端水冷頭與所述真空管入水口之間通過所述進水管連接，所述熱端水冷頭與所述貯水箱入水口之間通過輸水管連接，所述貯水箱出水口通過所述輸水管與所述換向閥連接，所述換向閥通過所述輸水管與所述補水箱入水孔連接，所述換向閥通過所述輸水管與所述水泵連接，所述水泵通過所述輸水管與所述冷端水冷頭連接，所述半導體溫差發電片通過所述控制器與所述蓄電池電連接。

可選的，所述支撐桿底座的數量至少為4個。

可選的，所述反光片為弧形。

可選的，所述真空管底座的數量至少為2個。

可選的，所述底板與所述支撐桿之間的角度范圍為60度至75度之間。

可選的，所述底板的表面為矩形。

由以上技術方案可知，本申請實施例提供的一種太陽能熱電儲能裝置，本發明解決了現有太陽能設備不能同時蓄電、貯熱的問題，本發明同時得到了電能和熱水，提高了太陽能的利用率。矩面弧形的反光片集中陽光，形成一個光帶，光帶溫度高，半導體溫差發電片兩端溫差大，一般在60度以上，有效提高了半導體溫差發電片的熱電轉換效率，以“熱”作為發明研究的基點，以半導體溫差發電片作為核心部件，實現“聚熱——熱電轉換——貯熱”的效果，簡化了設計結構，降低了設備成本，有利于大范圍推廣使用，當夏天太陽光過于猛烈的時候，反射面減少，光能量減少，溫度下降，確保真空管不至于因溫度過高而被燒壞，而當冬天太陽光不足時，反射面增加，光能量增加，溫度升高，又可以聚集到更多的太陽能，有效提高半導體溫差發電片的熱電轉換效能。

附圖說明

為更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的主視剖面結構示意圖；

圖2為本申請實施例提供的側面立體結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的俯視面立體結構示意圖。

附圖說明：1、底板，2、真空管底座，3、電推桿，4、伸縮桿，5、反光片連接片，6、反光片，7、進水管，8、支撐桿，9、補水箱，10、支撐桿底座，11、滑輪底板，12、滑輪連接架，13、滑輪，14、補水箱入水孔，15、冷端水冷頭，16、冷端出水閥，17、熱端入水閥，18、步進電機，19、半導體溫差發電片，20、熱端水冷頭，21、貯水箱，22、貯水箱入水口，23、貯水箱出水口，24、輸水管，25、換向閥，26、電器元件掛架，27、水泵，28、真空管連接管，29、控制器，30、風速傳感器，31、真空管入水口，32、真空管出水口，33、出水管，34、蓄電池，35、螺旋吸熱管、36、溫度傳感器，37、補水箱出水孔，38、真空管。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

太陽能光熱技術是指將太陽光能轉化為熱能并加以利用。典型的光熱應用有太陽能熱水器、太陽能灶和太陽能熱發電。生活熱水在日常生活扮演重要角色，熱水的去污效力是冷水的2到5倍，使用熱水不僅可以提高人們日常生活的質量和衛生水平，而且可以有效地節約水源。從某種意義上講，能否用上生活熱水是生活質量水平的重要標志。太陽能熱水器的普及為人們的日常生活帶來了便利，并節省了電力或燃氣的消耗，減少了溫室氣體排放。常見的太陽能熱水器主要有真空管集熱型和平板集熱型。目前，國內80％以上采用的是真空管集熱型，而國外則80％是平板集熱型。真空管集熱型的主要是優點是保溫性能好，缺點是截光面積較小；平板型的主要優點是截光面積大，造價低，缺點是保溫性能差，冬季需要考慮防凍措施。常見的太陽能熱發電主要有塔式熱發電、槽式熱發電、碟式熱發電和菲涅爾式熱發電，都是采用了聚光技術但聚光方式有所不同，思路都是通過聚光產生300℃-500℃的中高溫氣體推動汽輪機轉動進而帶動發電機發電。另外，還有太陽池電站將蓄熱池的熱能轉換成電能的應用，只是太陽池集熱的溫度屬于中溫在80℃-200℃附近，推動汽輪機的是低沸點的工作物質。

目前，太陽能的應用都比較單一，能夠綜合太陽能發電、貯熱的產品還很少見。現有的太陽能系統在功能上和成本上還不能達到人們的期望，太陽能遲遲無法全面推廣的主要障礙便是其居高不下的成本。可再生能源發展戰略研究項目組的研究表明：太陽能資源的開發利用成本與其利用技術、利用方式有很大的關系。

太陽輻射強度雖然可以達到1000w/㎡左右，但單位面積中的光能密度并不大，所具有的光線溫度不高。為保證本發明的實施，采用矩形弧面反射聚光系統確保反射光線落到真空管38中央，真空管38將內部的水加熱，提高半導體溫差發電片19熱端溫度，形成高溫差，從而提高熱電轉換效率。由于季節、氣候、時間等原因太陽能的隨意性較大，太陽強度很不穩定。為了保證本發明的安全運行，采用矩形弧形反射板6自動收縮，控制反射光線的溫度在200℃左右，確保真空管38不會因溫度過高而燒毀。在真空管38內安裝螺旋吸熱管35，通過水泵27使水在半導體溫差發電片19、貯水箱21內循環，實現熱電貯存，達到變焦式太陽能熱電儲能器所必備的發電、蓄電、供熱功能。

參閱圖1、圖2和圖3，為本申請實施例提供的一種太陽能熱電儲能裝置，包括底板1、真空管底座2、電推桿3、伸縮桿4、反光片連接片5、反光片6、進水管7、支撐桿8、補水箱9、支撐桿底板10、滑輪底板11、滑輪連接架12、滑輪13、補水箱入水孔14、冷端水冷頭15、冷端出水閥16、熱端入水閥17、步進電機18、半導體溫差發電片19、熱端水冷頭20、貯水箱21、貯水箱入水口22、貯水箱出水口23、輸水管24、換向閥25、電器元件掛架26、水泵27、真空管連接管28、控制器29、風速傳感器30、真空管入水口31、真空管出水口32、出水管33、蓄電池34、螺旋吸熱管35、溫度傳感器36、補水箱出水孔37和真空管38，所述底板1的表面均勻設置有所述支撐桿底板10，所述底板1的底部均勻設置有所述滑輪底板11，所述滑輪底板11底部焊接有所述滑輪連接架12，所述滑輪連接架12的內壁螺接有所述滑輪13，所述底板1的表面由左至右依次設置有所述貯水箱21，貯水箱21用于對水進行存儲，所述電器元件掛架26和所述補水箱9，貯水箱21的水隨著溫度的升高有部分會蒸發，水蒸發后貯水箱21內的水會減少，通過補水箱9進行補充，所述真空管底座2底部均勻設置有所述真空管連接管28，所述真空管連接管28與所述支撐桿底板10之間套接有所述支撐桿8，支撐桿8對真空管底座2進行支撐，從而對真空管38進行支撐，所述電器元件掛架26由上至下依次設置有所述半導體溫差發電片19、所述換向閥25和所述水泵27，換向閥25可以使補水箱9的水流入到貯水箱21或螺旋吸熱管35內，螺旋吸熱管35內的水被反光片6聚焦的光照射升溫，換向閥25改變輸水管24內水的流通方向，所述底板1的表面中心設置有所述蓄電池34，所述蓄電池34的側壁設置有所述控制器29，所述半導體溫差發電片19的一側設置有所述熱端水冷頭20，所述半導體溫差發電片19的另一側設置有所述冷端水冷頭15，所述熱端水冷頭20的頂部設置有所述熱端入水閥17，所述冷端水冷頭15的側壁設置有所述冷端出水閥16，水從冷端出水閥16流入到冷端水冷頭15內，所述貯水箱21的端頭表面設置有所述貯水箱入水口22和所述貯水箱出水口23，所述補水箱9的端面設置有所述補水箱入水孔14和所述補水箱出水孔37，所述真空管底座2的側壁設置有所述電推桿3，所述電推桿3的端頭設置有所述伸縮桿4，所述伸縮桿4的端頭設置有所述反光片連接片5，所述反光片連接片5的底部螺接有所述反光片6，所述真空管底座2的頂部設置有所述風速傳感器30，所述真空管底座2的一側設置有所述真空管38，所述真空管底座2的另一側設置有所述真空管入水口31和所述真空管出水口32，所述真空管底座2的內部設置有所述步進電機18，所述真空管38的內部設置有所述螺旋吸熱管35，所述螺旋吸熱管35的側壁設置有所述溫度傳感器36，溫度傳感器36對螺旋吸熱管35的溫度數據進行采集傳輸至控制器29，所述控制器29的輸入端分別與所述風速傳感器30和所述溫度傳感器36電連接，所述控制器29的輸出端分別與所述熱端入水閥17、所述水泵27、所述換向閥25、所述電推桿3和所述步進電機18電連接，所述熱端水冷頭20與所述真空管出水口32之間通過所述出水管33連接，所述冷端水冷頭15與所述真空管入水口31之間通過所述進水管7連接，所述熱端水冷頭20與所述貯水箱入水口22之間通過輸水管24連接，所述貯水箱出水口23通過所述輸水管24與所述換向閥25連接，所述換向閥25通過所述輸水管24與所述補水箱入水孔14連接，所述換向閥25通過所述輸水管24與所述水泵27連接，所述水泵27通過所述輸水管24與所述冷端水冷頭15連接，所述半導體溫差發電片19通過所述控制器29與所述蓄電池34電連接，陽光照射到反光片6上，反光片6將陽光聚焦到真空管38上，真空管38內部的螺旋吸熱管35，將熱量吸收，螺旋吸熱管35內部水的溫度隨之升高，水通過水泵27在輸水管24、出水管33和進水管7之間循環，水被陽光照射后升溫，升溫后的水從真空管出水口32流向熱端水冷頭20，再從熱端水冷頭20流向貯水箱入水口22，被陽光照射后升高溫度的水流入貯水箱21后，升高溫度的水與貯水箱21內的水混合，水的溫度會降低，貯水箱21內的水再通過水泵27的牽引流經換向閥25，流入到冷端水冷頭15內，冷端水冷頭15處的水是冷水，熱端水冷頭20處的水是被陽光照射后升高溫度的水，冷端水冷頭15與熱端水冷頭20之間的半導體溫差發電片19，由于兩端的溫差產生半導體溫差發電，產生的電通過控制器29內的充電控制電路充入到蓄電池34內。

所述支撐桿底板10的數量至少為4個，4個支撐桿底板10實現了對真空管底座2進行支撐的效果，4個點對真空管底座2進行支撐，有效的增強了真空管底座2的穩定性，防止在轉動反光片6和伸縮反光片6的過程中，裝置不穩定晃動。

所述反光片6為弧形，弧形的反光片6可以實現對陽光的聚焦，實現將陽光反射到真空管38上的效果。

所述真空管底座2的數量至少為2個，真空管38的通過兩端的真空管底座2與支撐桿8連接，也就是通過支撐桿8對真空管38進行支撐。

所述底板1與所述支撐桿8之間的角度范圍為60度至75度之間，由于真空管38內還設置有螺旋吸熱管35，螺旋吸熱管35內還有水，所以真空管38的重量很大，支撐桿8在對螺旋吸熱管35支撐時，如果角度過小，或者過大，都會給支撐桿8造成多余的負重，所以選擇60度至75度之間，這個區間范圍內的支撐角度，最利于支撐桿8對真空管38進行支撐。

所述底板1的表面為矩形，底板1與反光片6之間需要安裝很多的電器元件，矩形的底板1利于安裝更多的電器元件。

溫差發電的原理：將兩種不同類型的熱電轉換材料n和p的一端結合并將其置于高溫環境，另一端置于低溫環境。由于高溫端的熱激發作用較強，此端的空穴和電子濃度比低溫端高，在這種載流子濃度梯度的驅動下，空穴和電子向低溫端擴散，從而在高、低溫兩端形成電勢差。將許多對p型n型熱電轉換材料連接起來組成模塊，就可得到足夠高的電壓，形成一個溫差發電機。

本申請的工作順序，將反光片6對著太陽，陽光照射在矩面弧形的反光片6上，反光片6將太陽光反射、聚焦到真空管38上，真空管38內的螺旋吸熱管35將熱量傳給管中水，水通過水泵27輸送到半導體溫差發電片19的熱端水冷頭后20進入貯水箱，貯水箱21中的冷水在水泵27的作用下，流經半導體溫差發電片19的冷端水冷頭15后進入真空管38內的螺旋吸熱管35中加熱，如此不斷循環，在半導體溫差發電片19的冷熱兩端形成溫差，使之發電，并將電能通過控制器29充電控制電路儲存到蓄電池34中，半導體溫差發電片19發電的同時，水被循環加熱貯存在貯水箱21中。當溫度傳感器36檢測到真空管38內的溫度過高時(溫度不能超過200c℃)，控制器29就會啟動步進電機18，步進電機18帶動反光片6轉動，從而實現隨著陽光照射角度調整反光片6的位置，控制器29還啟動電推桿3，電推桿3伸縮帶動伸縮桿4，伸縮桿4帶動反光片6，收縮反光片6減少面積，光能量減少，溫度下降，保證真空管38不至于燒壞；當溫度傳感器36檢測到半導體溫差發電片19的溫度過低時，控制器29又會啟動步進電機18，改變反光片6的角度，通過電推桿3擴大反光片6增加面積，光能量增加，溫度升高，保證半導體溫差發電片19在大溫差下工作，提高熱電轉換效率。當夏天太陽光過于猛烈的時候，貯水箱21中的水溫達到設定要求后，會自動切換到補水箱9，主要用于熱電轉換，將電能貯存在蓄電池34中。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。