专利名称：阶梯组合式太阳能利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种太阳能光热(太阳能集热系统)、光电板(太阳能光伏发电系统)，是一种可以替代彩钢板、外墙保温装饰的可垂挂储能阶梯组合式太阳能利用装置。可以将太阳光能转换为热能或电能加以利用。
背景技术：
太阳对人类来说是一个巨大无比、时间久远、无穷无尽的能源，也是其它多种能源的来源。地球上的陆地和海洋总面积约5.1亿平方千米，每年太阳辐射到地球表面能量为5.27×1018MJ，相当于190万亿吨标准煤或相当于2.5×108万桶石油的能量。也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量大约有标准煤500万吨以上，平均地球每平方米一年可获得约一吨煤的能量。如果合理利用太阳能集热器收集能源，每平方米太阳能集热器一年可收集半吨多煤的热量。但是由于太阳辐射的能流密度低，受环境影响较大，所以人们在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高电量、温度，必须采用一定的技术和装置(集热器、太阳能电池)，对太阳能进行采集。
为使太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统获得更好的效果，需要科学计算，找好角度，有的还设置了太阳能跟踪装置。但是，由于现在的楼房层次太高，房顶可供太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统的面积极为有限，尤其是人口密集的城市，此矛盾显得更加突出，所以大大限制了太阳能的使用。目前在楼顶使用的太阳能光电、光热系统，如果遇到飓风、台风、冰雹等，不仅容易造成太阳能装置的损坏，还会影响人们的安全。另外，太阳能集热系统和太阳能光伏发电系统分别是两种装置，没有把太阳能集热系统与太阳能光伏发电系统结合在一起。在北方如遇到大雪天，厚雪封盖了太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统，使其无法工作，给人们造成不小的麻烦，浪费了资源和设施。
发明内容
本实用新型的目的就是为人们提供一种高效储能可替代彩钢板、可垂挂的阶梯组合式太阳能利用装置，以解决当前太阳能光热、光电设施不安全，不能替代屋顶、不能垂挂外墙体，光热、光电不能有机结合，不能除雪、不耐严寒、不能储能保温的问题。
本实用新型专利的技术方案是包括光能吸收转换装置和框架，光能吸收转换装置组合为多级阶梯形状并固定在框架上，光能吸收转换装置的设有吸光表面的仰角为5°～15°。
所述的光能吸收转换装置为光热转换装置，它包括吸热板、储热层、介质导管、隔热层和保温层，吸热板作为吸光表面复合在储热层的外表面，在吸热板和储热层的周边和后面包附有隔热层，在吸热板的前面设有透明的保温层；介质导管设在储热层内，各个介质导管相互串联或并联后与设在所述的光能吸收转换装置背面或端面的输入、输出接口连接。
所述的保温层采用单层或多层构成，主要由玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、高分子透明材料、透明隔热材料、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝制成。在所述的后面的隔热层后装有防护板，在吸热板和储热层的周边的隔热层外设有保护装饰框。
所述的介质导管由铜管、不锈钢管、铝塑复合管、钢管、PERT管、交连管、钢塑复合管、塑料管或PPR管构成。
所述的储热层主要由储热效果比较好的相变材料组成；所述的隔热层主要由保温比较好的保温板如酚醛板、聚苯板、树脂板、太空棉、木板、石棉板或纸板制成；所述的防护板主要是由不锈钢板、镀锌铁板、玻璃钢板、铝塑复合板、塑料板、胶合板、纤维板或树脂板制成；所述的保护装饰框主要由铝合金、不锈钢、铁、玻璃钢或塑料制成。
所述的光能吸收转换装置为光电转换装置，它包括透明面板、光电池组和底板，光电池组安装在底板上面，在光电池的表面装有透明面板。
所述的光电池组由多晶硅、单晶硅或非晶硅电池联结组成。
在所述的光能吸收转换装置的框架的上端和下端各安装有上卷帘器、下卷帘器和连接在其间的保温除雪帘；所述的保温除雪帘由防雨水、耐严寒、耐酷热、不渗透、隔热保温、可卷曲的材料制成；所述的上卷帘器和下卷帘器均包括外壳、驱动器、传动机构和卷轴，驱动器设在外壳的一端，卷轴转动支撑在外壳内的两端，并通过传动机构与所述的驱动器的输出端连接；在所述的外壳设有沿长方向的长条孔，所述的保温除雪帘的一端与上卷帘器或下卷帘器内的卷轴连接，保温除雪帘的另一端通过连接索与下卷帘器或上卷帘器内的卷轴连接。
所述的驱动器为手摇机构或电机，还配备有遥控器和与其配套的接收控制器，所述的电机与该控制器的控制端连接。
所述的光能吸收转换装置设有角度调节器，其结构包括调节杆和驱动器，所述的光能吸收转换装置的每一阶梯的光电板的中部或下端与所述的框架的横向支架的外端铰接，所述的调节杆纵向滑动连接在框架上，并将该调节杆与每一阶梯的光电板的上部铰接；驱动器的输出端与所述的调节杆的一端连接柄带动调节杆轴向移动。
本实用新型垂挂储能节梯式太阳能光热、光电板的优点，可以垂挂、可以根据建筑需要设置任何角度而不会影响光电、光热的效果，如果需要还可以任意调换角度。彻底改变了目前各种太阳能集热器、太阳能电池必须倾斜一定的角度设置，只有安放在建筑屋顶才能取得良好效果的做法。本垂挂节梯式太阳能光热、光电板结构简单，造价低廉，用途广泛，安全实用，制热、制电效果好，便于广泛推广使用。
本实用新型可以与建筑牢固融合为一体，镶嵌、垂挂任何楼层次的屋顶、墙面。该太阳能光热、光电板的制热、发电效果好，可以任意组合大小形状。根据客户需求亦可单纯设置光热或光电系统，耐用、不怕摔打、不怕台风，不怕风雪、耐寒、储能保温。
图1是本实用新型的光热转换装置的剖视结构示意图；图2是本实用新型的光电转换装置的剖视结构示意图；图3是本实用新型加装卷帘器的光电转换装置的结构示意图；图4是图3中卷帘器的结构示意图；
图5本实用新型带有角度调节装置的光电转换装置的结构示意图；图6是本实用新型光热与光电复合转换装置的结构示意图；图7是本实用新型在平房上应用的结构示意图；图8是本实用新型在楼房上应用的结构示意图。
具体实施方式
参见图1～图8，本实用新型包括光能吸收转换装置(包括光热转换装置A和光电转换装置B)框架，光能吸收转换装置A或B组合为多级阶梯形状并固定在框架14(包括保护板8和边框6)上，光能吸收转换装置的设有吸光表面(1、11和12)的仰角为5°～15°。
参见图1，该实施例的光能吸收转换装置为光热转换装置A，它包括吸热板1、储热层2、介质导管4、隔热层5、7和保温层3，吸热板1作为吸光表面复合在储热层2的外表面，在吸热板1和储热层2的周边和后面包附有隔热层7和5，在吸热板1的前面设有透明的保温层3(膜或板)；介质导管4设在储热层2内，用于向外部传递热量。各个介质导管4相互串联或并联后与设在所述的光能吸收转换装置背面或端面的输入、输出接口(未图示)连接，用于与外部的散热器连接。
所述的保温层3采用单层或多层构成，主要采用玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、高分子透明材料、透明隔热材料、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝制成。还可在所述的后面的隔热层7外侧装有防护板8，在吸热板1和储热层2的周边的隔热层5外设有保护装饰框6。防护板8和保护装饰框6同时也作为一个单元的整体框架。
所述的介质导管4可由铜管、不锈钢管、铝塑复合管、钢管、PERT管、交连管、钢塑复合管、塑料管或PPR管构成。介质导管4构成集热器，按工质划分有空气集热器、液体集热器和热传导集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、玻璃、塑料及其它非金属集热器等；按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器。
所述的储热层2主要由储热效果比较好的相变材料组成；所述的隔热层7和5主要由保温比较好的保温板如酚醛板、聚苯板、树脂板、太空棉、木板、石棉板或纸板制成；所述的防护板8主要是由不锈钢板、镀锌铁板、玻璃钢板、铝塑复合板、塑料板、胶合板、纤维板或树脂板制成；所述的保护装饰框6主要由铝合金、不锈钢、铁、玻璃钢或塑料制成。
参见图2，所述的光能吸收转换装置为光电转换装置B，它包括透明面板11、光电池组12和底板13，光电池组12安装在底板13上面，在光电池12的表面装有透明面板11。所述的光电池组12由多晶硅、单晶硅或非晶硅电池联结组成。联结的光电池组12与蓄电池(未图示)连接用以储存电能备用。
本实用新型A或B可挂接在房间向阳的墙壁19上，也可安装在房顶上向阳的斜坡20上(参见图6和图7，图中C为水箱)，在安装在房顶上的应用情况，可在所述的光能吸收转换装置A或B的上端和下端各安装有上、下卷帘器9和17连接在其间的保温除雪帘10(参见图3和图4)。
所述的保温除雪帘10由防雨水、耐严寒、耐酷热、不渗透、隔热保温、可卷曲的材料制成。
参见图4，所述的上卷帘器和下卷帘器9均包括外壳91、驱动器92、传动机构93和卷轴94，驱动器设在外壳的一端，卷轴转动支撑在外壳内的两端，并通过传动机构与所述的驱动器的输出端连接。在所述的外壳设有沿长方向的长条孔，所述的保温除雪帘的一端与上卷帘器或下卷帘器内的卷轴连接，保温除雪帘的另一端通过连接索18与下卷帘器或上卷帘器内的卷轴连接。当上卷帘器将卷帘10卷进后，连接索18与下卷帘器的卷轴保持连接。在拉下卷帘10时通过连接索18实现。
所述的驱动器92为手摇机构、拉线或电机，采用电机时可配备遥控器和与其配套的接收控制器对电机进行遥控，所述的电机与该控制器的控制端连接。上述结构在现有技术中有许多实例，不再赘述。
参见图5，所述的光电转换装置B设有角度调节器，其结构包括调节杆15和驱动器16，所述的光电转换装置B的每一阶梯的光电板的中部(或下端)与所述的框架14的横向支架的外端铰接，所述的调节杆15纵向滑动连接在框架上，使调节杆15只能上下移动，并将该调节杆15与每一阶梯的光电板B的上部铰接；驱动器16的输出端与所述的调节杆15的下端连接并带动调节杆15轴向往复移动。驱动器16可以采用手摇结构或电机并通过驱动机构实现调节杆15轴向往复移动。
权利要求1.一种阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于包括光能吸收转换装置和框架，光能吸收转换装置组合为多级阶梯形状并固定在框架上，光能吸收转换装置的设有吸光表面的仰角为5°～15°。
2.根据权利要求1所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的光能吸收转换装置为光热转换装置，它包括吸热板、储热层、介质导管、隔热层和保温层，吸热板作为吸光表面复合在储热层的外表面，在吸热板和储热层的周边和后面包附有隔热层，在吸热板的前面设有透明的保温层；介质导管设在储热层内，各个介质导管相互串联或并联后与设在所述的光能吸收转换装置背面或端面的输入、输出接口连接。
3.根据权利要求2所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的保温层采用单层或多层构成，主要由玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、高分子透明材料、透明隔热材料、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝制成。在所述的后面的隔热层后装有防护板，在吸热板和储热层的周边的隔热层外设有保护装饰框。
4.根据权利要求2所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的介质导管由铜管、不锈钢管、铝塑复合管、钢管、PERT管、交连管、钢塑复合管、塑料管或PPR管构成。
5.根据权利要求2所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的储热层主要由储热效果比较好的相变材料组成；所述的隔热层主要由保温比较好的保温板如酚醛板、聚苯板、树脂板、太空棉、木板、石棉板或纸板制成；所述的防护板主要是由不锈钢板、镀锌铁板、玻璃钢板、铝塑复合板、塑料板、胶合板、纤维板或树脂板制成；所述的保护装饰框主要由铝合金、不锈钢、铁、玻璃钢或塑料制成。
6.根据权利要求1所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的光能吸收转换装置为光电转换装置，它包括透明面板、光电池组和底板，光电池组安装在底板上面，在光电池的表面装有透明面板。
7.根据权利要求6所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的光电池组由多晶硅、单晶硅或非晶硅电池联结组成。
8.根据权利要求6所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于在所述的光能吸收转换装置的框架的上端和下端各安装有上卷帘器、下卷帘器和连接在其间的保温除雪帘；所述的保温除雪帘由防雨水、耐严寒、耐酷热、不渗透、隔热保温、可卷曲的材料制成；所述的上卷帘器和下卷帘器均包括外壳、驱动器、传动机构和卷轴，驱动器设在外壳的一端，卷轴转动支撑在外壳内的两端，并通过传动机构与所述的驱动器的输出端连接；在所述的外壳设有沿长方向的长条孔，所述的保温除雪帘的一端与上卷帘器或下卷帘器内的卷轴连接，保温除雪帘的另一端通过连接索与下卷帘器或上卷帘器内的卷轴连接。
9.根据权利要求8所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的驱动器为手摇机构或电机，还配备有遥控器和与其配套的接收控制器，所述的电机与该控制器的控制端连接。
10.根据权利要求6所述的阶梯组合式太阳能利用装置，其特征在于所述的光能吸收转换装置设有角度调节器，其结构包括调节杆和驱动器，所述的光能吸收转换装置的每一阶梯的光电板的中部或下端与所述的框架的横向支架的外端铰接，所述的调节杆纵向滑动连接在框架上，并将该调节杆与每一阶梯的光电板的上部铰接；驱动器的输出端与所述的调节杆的一端连接柄带动调节杆轴向移动。
专利摘要一种阶梯组合式太阳能利用装置，包括光能吸收转换装置和框架，光能吸收转换装置组合为多级阶梯形状并固定在框架上，光能吸收转换装置的设有吸光表面的仰角为5°～15°。垂挂储能节梯组合式太阳能光热、光电板，可以与建筑牢固融合为一体，镶嵌、垂挂任何楼层次的屋顶、墙面。该太阳能光热、光电板的制热、发电效果好，可以任意组合大小形状。根据客户需求亦可单纯设置光热或光电系统，耐用、不怕摔打、不怕台风，不怕风雪、耐寒、储能保温。
文档编号F24J2/48GK2833426SQ200520118628
公开日2006年11月1日 申请日期2005年9月7日 优先权日2005年9月7日
发明者胡冬宜, 胡钧 申请人:胡冬宜, 胡钧