太阳能收集器和使用该太阳能收集器的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能收集器和使用该太阳能收集器的系统。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种可再生能源。目前，正开发通过提高太阳能转换效率使太阳能进入商业使用的方式。
[0003]太阳能是指由太阳产生并在例如地球上捕获的辐射能量(热和光)。据估计，地球每年吸收约3.SXlO6EJ的太阳能。如果这些太阳能中的一些能加以利用，那么可对能量供需会产生重大影响。
[0004]太阳能技术通常分为被动捕获类别或者主动捕获类别。主动捕获指，例如，使用光伏板或者太阳能集热器。而被动捕获指，例如，对建筑进行定向、或者选取材料、或者对空间进行设计以使太阳能利用率最大化。
[0005]捕获到的热太阳能可以用在各种各样的应用中，诸如，但不限于，热水、供暖、供冷、和工艺用热发生。在热太阳能的捕获中，重要的是使收集器尽可能高效，从而可以使采用的资本收益最大化。
[0006]因此，需要一种高效捕获太阳能的太阳能收集器。
【发明内容】
[0007]太阳能收集器包括具有空腔和纵轴的第一构件。第一构件具有形成第一构件的一部分的纵向窗口和形成第一构件的另一部分的主体。纵向窗口由适于透射太阳福射的材料制成。主体具有外部吸收表面和内部反射表面。第二构件位于第一构件的空腔内，并且通常与第一构件的纵轴平行。第二构件适于运载能量吸收流体。绝缘材料填充在第一构件与第二构件之间的空腔。太阳能收集系统包括上述太阳能收集器和太阳能传输装置，所述太阳能传输装置用于引导太阳能，以使太阳能通过所述收集器的所述窗口。
【附图说明】
[0008]为了对本发明进行图示，在附图中示出了一种目前优选的形式。然而，应理解本发明不限于所示出的精确布置和手段。
[0009]图1是太阳能收集器的图。
[0010]图2是使用太阳能收集器的系统的一个实施例的图。
[0011]图3是使用太阳能收集器的系统的另一个实施例的图。
【具体实施方式】
[0012]参照附图，类似的附图标记表示类似的元件，在图1中示出了太阳能收集器10。通常，收集器10包括第一构件12和第二构件26，绝缘材料位于所述第一构件12与所述第二构件26之间。
[0013]第一构件12通常是具有纵轴16的细长构件。构件12可以具有任何截面形状;在一个实施例中，该截面形状是圆形(即，第一构件12是管子)。第一构件12具有空腔14。第一构件12包括形成构件12的一部分的纵向窗口 18和形成构件12的另一部分的主体20。
[0014]窗口 18通常与纵轴16平行。窗口 18可以形成构件12的一部分。窗口 18适于将太阳能传输到空腔14中。窗口 18应该不允许太阳能从空腔14离开。在这方面，窗口 18可以是允许辐射进入但防止辐射离开的“单向”反射镜，诸如由偏光膜所提供的。窗口 18可以是玻璃或者塑料。
[0015]主体20可以形成第一构件12的剩余部分。主体20具有外部(或者外)表面22和内部(或者内)表面24。针对所述主体20的材料的选择可以取决于多种因素，包括:在最大预期温度下的强度、绝缘性质、抗蚀性及成本，略举数例。
[0016]所述外部表面22适于吸收太阳辐射。所述外部表面22可以是在所述主体上的涂层，或者可以是层合到所述主体上的层，或者可以与所述主体成为一体。在一个实施例中，所述外部表面22可以是黑色表面，以便模拟理想化的黑色主体。所述理想化的黑色主体可以体现为吸收所有入射的电磁辐射(包括太阳辐射)而不考虑入射频率或者角度的物体。
[0017]所述内部表面24适于反射太阳辐射。所述内部表面24可以是在所述主体上的涂层，或者可以是层合到所述主体上的层，或者可以与所述主体成为一体。在一个实施例中，所述内部表面24是镜面，以便反射所有入射到其上的辐射而不吸收任何该辐射。
[0018]第二构件26通常是具有纵轴16的细长构件。第二构件26可以位于第一构件12的空腔14内的任何地方。构件26可以具有任何截面形状;在一个实施例中，该截面形状是圆形(即，第二构件26是管子)。在一个实施例中，所述第二构件26与所述第一构件12的所述轴线16同轴。一方面，第二构件26适于从其运载能量吸收流体。另一方面，第二构件26还适于高效地捕获太阳能或者允许太阳能通过，进入能量吸收流体。针对后一方面，如上所述，第二构件26可以是黑色的，以便模拟理想化的黑色主体。第二构件26可以由玻璃(例如，Pyrex)、石英、陶瓷、塑料、金属或者它们的组合制成。针对所述第二构件26的材料的选择可以取决于多种因素，包括:在最大预期温度下的强度、绝缘性质、抗蚀性及成本，略举数例。
[0019]在所述主体20与所述第二构件26之间的间隙或者空间可以是任何距离。在考虑该间隙的宽度时，必须记住几点需要考虑的事项。如下所述，这些需要考虑的事项包括:太阳能导向器的焦距和尺寸;所述主体20的直径越大，越易于收集太阳辐射，但是隔热性越差。
[0020]所述能量吸收流体可以是任何流体。例如，该流体可以是流体或者气体。对流体的选择不做限制，并且可以由捕获到的能量的后续使用方式决定。在一个实施例中，所述能量吸收流体可以是水和乙二醇的混合物。在另一实施例中，所述能量吸收流体可以是水。
[0021]绝缘材料28占据了所述第一构件12与所述第二构件26之间的空间。绝缘材料28可以是适于尽可能高效地(即，吸收尽可能少的辐射能量)传输进入所述窗口 18的太阳能的任何材料。绝缘材料可以是流体或者真空。该流体可以是气体。
[0022]参照图2和图3，图示了利用太阳能收集器10的系统30。通常，系统30