基于太阳能光热转化和光电转化的集热储热装置的制作方法

本发明涉及一种基于太阳能光热转化和光电转化的集热储热装置。

背景技术：

随着人类经济的发展，对能源的需求量越来越高，传统能源日渐枯竭，且传统能源的使用造成严重的环境污染，这促使了人们对清洁、可再生的新能源的开发和利用，太阳能作为一种清洁无污染、可再生的能源越来越受研究者的重视。通过将光能转化为电能、热能等可用于生产生活的各个方面，但热能的储存和可持续供热能力受储热材料和天气情况限制，不能满足需在连续阴雨天下持续供热的情况。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于太阳能光热转化和光电转化的集热储热装置，本发明能够实现光热和光电热的转化储存。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于太阳能光热转化和光电转化的集热储热装置，包括太阳能集热器、太阳能光伏板、储热器、泵送装置、热量传输导管和导热线圈，所述太阳能集热器通过所述热量传输导管与所述泵送装置相连，形成光热转化回路；

所述泵送装置设置于所述储热器内部，所述导热线圈设置于所述储热器底部，且与所述蓄电池连接，所述蓄电池与太阳能光伏板相连，形成光电转化回路。

上述技术方案通过太阳能储热加热装置为太阳能热能储存提供了实施方法；利用太阳能集热管的高光热转化率，充分利用了太阳能，提高了能源利用效率；通过太阳能光伏板将光能转化为电能储存为系统运行提供能量，并能在需持续供热时加热储热器。

进一步的，所述热量传输导管位于所述储热器外部的部分采用绝热材料，位于所述储热器内部的部分为高导热系数材料。

进一步的，所述热量传输导管进出口设在储热器顶部同一位置。

进一步的，所述热量传输导管进入储热器后以螺旋曲线形式下降至底部与泵送装置相连，螺旋角的确定应由热量传输导管的导热系数和导热介质流速确定。

进一步的，所述太阳能集热器采用真空高温集热管，导热介质采用导热油。

进一步的，所述储热器内采用水作为储热材料。

进一步的，所述储热器的壁面为双层结构。

更进一步的，所述储热器的双层结构内填充聚氨酯保温材料，保证储热器完全绝热。

进一步的，所述导热线圈采用纯铜漆包线，按储热器底部中心点环绕构成线圈，并与蓄电池相连。

进一步的，所述储热器内底部放置金属片，用以感应所述导热线圈内交变电流产生的交变磁场，金属片内产生涡流发热。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明太阳能集热储热装置利用所述太阳能集热器高效率的光热转化实现将太阳能转化为热能并储存于所述储热器中。由所述热量传输导管在储热器内部实现热交换，在螺旋传输导管的合理螺旋角下利用导热介质自重实现液体流动换热，可减少泵送装置的能量消耗。利用涡流加热原理对储热器进行加热，增加了热效率，加速了储热材料温度的提升。该装置不需额外提供能量，充分利用了太阳能的光电转化和光热转化。在无特殊用途(例如，路面桥面融雪化冰，房屋供暖，工业采暖等)时，可将加热的水供给当地住户作为日常用水。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例的太阳能集热储热装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的储热器内部热量传输管和泵送装置布设示意图；

图3是本发明实施例的太阳能集热储热装置的导热线圈加热装置示意图。

其中，1、太阳能集热器；2、储热器；3、热量传输导管；4、泵送装置；5、太阳能光伏板；6、蓄电池；7、导热线圈。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

如图1-图3所示，本发明的太阳能集热储热装置，包括太阳能集热器1、太阳能光伏板5、储热器2、泵送装置4、热量传输导管3和导热线圈7，其特征在于，所述太阳能集热器1采用所述热量传输导管3与所述泵送装置4相连，形成回路，所述泵送装置4位于所述储热器2内部，所述储热器2四壁为双层结构，所述热量传输导管3在所述储热器外部为绝热材料，内部为高导热系数材料，所述导热线圈7设于所述储热器2底部。所述太阳能光伏板5与蓄电池6相连，所述蓄电池6与所述导热线圈连接成回路。

具体的，针对提高太阳能利用率并在需热量持续供应时提供足够热量，将光电转化和光热转化结合，提供了一种太阳能集热储热装置，包括太阳能集热器1、太阳能光伏板5、储热器2、泵送装置4、热量传输导管3和导热线圈7。热量传输导管3在所述储热器外部为绝热材料，内部为高导热系数材料，所述储热器内传输导管应具有一定的刚度，保证其按确定的螺旋角旋转至储热器底部泵送装置处。

具体的，一种太阳能集热储热装置，包括多组太阳能集热器，应将集热器并联于热量传输导管回路内，实现热量的收集并将低温介质重新送至集热器。

具体的，一种太阳能集热储热装置，主要包括太阳能集热系统和太阳能光伏系统和储热系统三部分，实现了太阳能-热能转化储存和太阳能-电能转化储存，为持续供热情况下提供足够的热量。

具体的，储热器内热量传输导管采用螺旋曲线下降，螺旋半径应尽量大，增加导管与储热材料的接触面积，加速热交换。

具体的，太阳能集热器和太阳能光伏板应布设于无遮挡的空旷地带，保证光照角度发生变化时不会影响其对太阳能的吸收。

具体的，太阳能储热器和蓄电池外围应进行保护，保证其不会被人为破坏，并采取遮挡措施，减缓其老化损坏。

本实施例能够利用太阳能集热管的高光热转化率，充分利用了太阳能，提高了能源利用效率；通过太阳能光伏板将光能转化为电能储存为系统运行提供能量，并能在需持续供热时加热储热器。

本发明太阳能集热储热装置利用所述太阳能集热器高效率的光热转化实现将太阳能转化为热能并储存于所述储热器中。由所述热量传输导管在储热器内部实现热交换，在螺旋传输导管的合理螺旋角下利用导热介质自重实现液体流动换热，可减少泵送装置的能量消耗。利用涡流加热原理对储热器进行加热，增加了热效率，加速了储热材料温度的提升。该装置不需额外提供能量，充分利用了太阳能的光电转化和光热转化。在无特殊用途(例如，路面桥面融雪化冰，房屋供暖，工业采暖等)时，可将加热的水供给当地住户用作日常热水。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。