窗式发电储能装置的制作方法

文档序号:14656615发布日期:2018-06-12 05:17阅读:237来源:国知局
本发明涉及一种在房屋建筑中利用太阳能产生电能的装置,具体涉及一种窗式发电储能装置。
背景技术
:随着工业化的到来,电力需求逐年增长,传统的煤电环境污染严重,而且日益枯竭,而太阳能资源安全无污染,环保廉价,是今后发展的主要方向。太阳能的利用目前大多是利用光伏效应,也这就是太阳能电池的原理,需要很大的投资。而太阳能储热比较简单可行,太阳能储热分为显热储热、潜热储热等。显热储热是利用物质温度升高时吸热,降低时放热的特征来实现的,其储热介质可以是水、沙石、油和其他适当的物质。潜热储热是利用物质状态变化时吸收或放出热量来实现的,储热介质有石蜡等。技术实现要素:有鉴于此,本发明利用集热器的原理,以及饱和液体的性质,研究发明了一种简单的装置,把储热装置装到窗户里,可以广泛应用,简单易行,充分利用了太阳能的辐射能。本发明的技术方案为:一种窗式发电储能装置,在窗户玻璃夹层中形成了集热器,吸收太阳的辐射能向夹层中的饱和液体传递热量,热能释放出蒸汽产生压力,再转化为机械能,推动饱和液体流动,带动波轮转动,经波轮传动到微型发电机发电,即类似汽轮机或水轮机发电原理,转化为电能;最后通过内部电缆储存到窗户中的蓄电池。所述的窗式发电储能装置主要由窗体、微型发电机、波轮、上部单向阀、下部单向阀、上层蓄电池、下层蓄电池、外层玻璃、中层玻璃和内层玻璃构成;窗体相当于普通窗户,外侧玻璃与中层玻璃以及中侧玻璃与内层玻璃之间密闭,窗体两侧各形成独立的一组外层密封空间和内层密封空间;在外层密封空间和内层密封空间里装有透明饱和液体;所述的微型发电机设置在窗体两侧的框架内;两侧的各个微型发电机的转动轴均对应连接一波轮,波轮与微型发电机数量相同,安装在与其相连的微型发电机同一侧的内层密封空间内;在每一组外层密封空间和内层密封空间的顶部之间设置一个上部单向阀,底部之间设置一个下部单向阀;上部单向阀的通行方向是从外层密封空间通向内层密封空间,下部单向阀的通行方向是从内层密封空间通向外层密封空间;在窗体上安有蓄电池;所述的微型发电机的电源输出线串接到蓄电池。饱和液体可以是水充氧气的饱和液体,可以是乙醚或戊烷,也可以是其他液体的混合液。微型发电机为6个,每侧框架内各为3个,上下隔开距离等数量地分设在窗体两侧的框架内。所述的蓄电池有两个,在窗体的顶端和底端各安有一个上部蓄电池和一个下部蓄电池。窗体两侧的微型发电机由内部电缆分别串接在一起,一侧的内部电缆串接后输送到上部蓄电池,另一侧的串接到下部蓄电池,上部蓄电池与下部蓄电池的输出连接到一起为总电源输出。本发明的有益效果是:本发明结构简单,相当于普通窗户使用,在窗户玻璃夹层中形成了集热器,吸收太阳的辐射能向夹层中的饱和液体传递热量,将太阳能先转化为热能,热能再自动转化为机械能,最后转化为电能(类似汽轮机或水轮机发电原理)。产生的电能过程无污染,卫生环保免维护,使用面极广,经济效益显著。附图说明图1是本发明窗式发电储能装置的组成示意图,图2是图1的侧视图,图3是本发明窗式发电储能装置的电原理图。附图标记:1、窗体;2、微型发电机;3、波轮;4、内层密封空间;5、外层密封空间;6、上部单向阀;7、下部单向阀;8、上部蓄电池;9、下部蓄电池;10、外层玻璃;11、中层玻璃;12、内层玻璃;13、内部电缆;14、总电源输出。具体实施方式本发明是在窗户玻璃夹层中形成了集热器,吸收太阳的辐射能向夹层中的饱和液体传递热量,先将太阳能先转化为热能,热能再自动转化为机械能,最后转化为电能。窗式发电储能装置的集热器是在两层玻璃之间构成的,作用是收集太阳的辐射能,使玻璃之间的饱和液体加热后,释放出蒸汽产生压力,通过上下两个单向阀推动饱和液体流动,来带动波轮转动,经波轮传动到微型发发电机发电(类似汽轮机或水轮机发电原理),并通过内部电缆储存到窗户中的蓄电池。下面对照附图对本发明的结构作具体说明:参见图1和图2,本发明窗式发电储能装置主要由窗体1、微型发电机2、波轮3、上部单向阀6、下部单向阀7、上层蓄电池8、下层蓄电池9、外层玻璃10、中层玻璃11和内层玻璃12构成。窗体1相当于普通窗户,外侧玻璃10与中层玻璃11以及中侧玻璃11与内层玻璃12之间密闭,窗体1两侧各形成独立的一组外层密封空间5和内层密封空间4。在外层密封空间5和内层密封空间4里装有相同的透明饱和液体。饱和液体可以是水充氧气的饱和液体,可以是乙醚或戊烷,可以是其他液体的混合液。所述的微型发电机2有数个,上下隔开距离等数量地分别设置在窗体1两侧的框架内。两侧的各个微型发电机2的转动轴均对应连接一波轮3,波轮3安装在与其相连的微型发电机2的内层密封空间4与5内。微型发电机2和波轮3的数量相等,可根据窗体1的大小决定,如各为2-8个。在本发明图示的实施例中,它们各为6个,每侧各为3个。在每一组外层密封空间5和内层密封空间4的顶部之间设置一个上部单向阀6,底部之间设置一个下部单向阀7。上部单向阀6的通行方向是从外层密封空间5通向内层密封空间4,下部单向阀7的通行方向是从内层密封空间4通向外层密封空间5。在窗体1的顶端和底端各安有一个上部蓄电池8和一个下部蓄电池9。参见图3,窗体1两侧的微型发电机2内部电缆13分别串接在一起,一侧的内部电缆13串接后输送到上部蓄电池8,另一侧的串接到下部蓄电池9。上部蓄电池8与下部蓄电池9的输出连接到一起为总电源输出14。本发明使用的饱和液体,是指在某一给定压力下气体被压缩到液体中,当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子,气体经过循环冷却后,重新变为液体状态。本发明使用的饱和液体(或其他液体)有几种方案:a.水充氧气的饱和液体:水用充氧机充氧,一般的水包括自来水与空气的氧达到平衡时,水中的溶氧量约为4-8mg/l,使用充氧机使水溶解氧≥20mg/l,以便水达到沸点时能释放出氧气。将窗户玻璃夹层中的空气抽出,形成低气压到5-7KPa,水的沸点温度将变为35-40℃。因为水沸点与气压成正比,气压越低,沸点越低,下表是大气压和水沸点温度实验数据:大气压KPa水沸点温度℃大气压KPa水沸点温度℃101.41910012.34995047.412809.59324538.592757.38354031.198705.62783525.040654.24603019.944603.16922515.7597552.338820b.用乙醚替代饱和液体:在一定的温度下,各种液体的饱和汽压亦一定,乙醚在20℃时饱和气压为5.8652KPa(44厘米汞柱)时,沸点35℃;c.用戊烷替代饱和液体:液体戊烷常温常压下是无色透明的易挥发液体,有芳香气味,沸点36℃。d.其他液体的混合液:实验表明,一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高,不同液体的混合液的比例不同,在一定的低气压下,可配制成有一定沸点的混合液。本发明窗式发电储能装置的安装方法(按附图中实施例)是:(1)按窗户大小制作本装置,共三层玻璃;(2)外层与中层玻璃夹层在窗户玻璃两侧当集热器使用,玻璃之间加入饱和液体密封;(3)同样,在窗户玻璃两侧的中层与内层玻璃夹层加入饱和液体密封并设置数个上下隔开距离的波轮;(4)三层玻璃夹层内的上部和下部各安一个单向阀,开关方向相反。(5)装置内部安数个上下隔开距离的微型发电机,每一微型发电机与一个波轮相对并连接,微型发电机内部电缆串接,一侧的微型发电机串接到上部蓄电池,另一侧的微型发电机串接到下部蓄电池;(6)上部蓄电池与下部蓄电池的输出连接到一起。本发明的集热、发电、储能的过程是:当太阳照射在外层玻璃10上时,使外层玻璃10与中层玻璃11之间的外层密封空间5中的饱和液体加热;外层的饱和液体加热后,气体蒸发产生向上的压力。当压力大于上部单向阀6的阀值时,气体进入中侧玻璃11与内层玻璃12之间的内层密封空间4,其间的饱和液体压力逐步增加,当压力大于下部单向阀7的阀值时,又促使下部单向阀7打开,饱和液体进入5,从而使外层密封空间5和内层密封空间4中的饱和液体产生循环流动。两侧的内层密封空间4中的饱和液体的流动推动了波轮3转动,波轮3传动到微型发电机2也同时转动,产生电流,电流通过电源输出线13分别存储到上部蓄电池8和下部蓄电池9中。需要用电时,通过总电源输出14输出电能。当前第1页1 2 3 
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