一种基于三棱柱特性的太阳能集热发电装置的制作方法

本装置涉及太阳能转换为电能和热能的技术，具体涉及利用多晶硅，薄膜和集热管将太阳能转换为热能和电能的技术。

背景技术：

相对于其他可再生能源，太阳能源具有资源分布广泛，开发利用便捷，使用过程无污染等明显优势。因此，加快推广应用太阳能源显得极其重要。但是，由于太阳能的能流密度很低，且受到昼夜、天气、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制，太阳能源的使用效率并不理想。目前国内市面上的太阳能热水器主要以真空管式太阳能热水器为主，它占据国内95％的市场份额。真空管式得到太阳能热水器仅能吸收热来产生热水来维持平常的日常生活对热水的需要，对光热的利用效率较低，造成了太阳能的浪费。并且，普通的太阳能热水器在阴雨天起不到作用，作用面比较窄，不能适应多变的环境。

中国专利公告号为cn107947686a的发明专利申请公开了光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元。此发明专利申请的技术方案是通过控制透光光伏电池组件单元的移动，来改变透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积，从而改变太阳能集热器所接收的太阳辐射能量，进而改变太阳能集热器的聚光比，达到控制集热管内温度的目的。此系统最大的不足为占地面积太大，无法家用。

中国实用新型授权号为cn207338398u的实用新型中公开了一种太阳能光伏光热综合利用装置，太阳能电池板，从上至下依次叠放的钢化玻璃、上封装层、太阳能电池片、下封装层和上集热板；上集热板的下方设有下集热板，上集热板和下集热板之间设有换热管，下集热板下表面设有保温层，保温层的下表面、整个装置的周围侧面及钢化玻璃的上表面边缘设有背框。虽然提高了光伏光热综合利用装置的集热效率，并且能够有效降低太阳能电池的工作温度，提高光伏发电效率。但此系统最大的不足为不能应用于低太阳辐射天气，造成太阳能的浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型提出一种基于三棱柱特性的太阳能集热发电装置，以实现多方面综合利用太阳能集热、发电，克服了现有太阳能单一利用，装置占地面积过大，太阳能损耗过多等不足。本实用新型适用于单个家庭或小区等面积有限的环境，可解决其所需求的供热及供电问题，实现自供自足。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种基于三棱柱特性的太阳能集热发电装置，包括集热管、v形板结构和一个齿轮组，所述齿轮组包括相互啮合的一个主动齿轮和一个被动齿轮；所述v形板结构包括v形侧板和设置在所述v形侧板两端的支撑板，所述集热管的两端与所述v形侧板两端的支撑板之间均分别设有滚动轴承，所述滚动轴承的外环与v形侧板固定，所述被动齿轮装配在其中一个滚动轴承的外环上；所述v形侧板的内面设有反光镜，所述v形侧板的两个外侧面上分别设有薄膜电池和多晶硅电池；所述齿轮组和所述滚动轴承构成了传动结构，根据太阳光的强弱通过翻转v形侧板以调整其中一个外侧面面向太阳。

进一步讲，本实用新型中还提供了将上述的多个太阳能集热发电装置集成为一个整体，其中所述的齿轮组为第二传动结构，所有的齿轮组由一个第一传动结构带动。

本实用新型中，所述反光镜将进入v形侧板的光线反射到所述集热管进行集热；所述薄膜电池和多晶硅电池利用光电效应将光能转化为电能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型是基于现有的太阳能制热与发电技术基础上进一步综合利用，操作相比于现有的更加方便，简洁。

(2)现有的太阳能热水器在阴暗的阴雨天气作用微弱，但在本实用新型中当在产热微弱时可以通过控制系统调节使(三棱柱的)v形板结构翻转用薄膜发电，这样就可以充分利用能量，高效率的产能。目前的太阳能供电占地面积大，效率低。本实用新型解决了这一问题，可适用于居住环境及面积有限的工作环境。完全实现不需要外界供能，减少能源消耗，达到节能减排目的。

附图说明

图1为本实用新型的太阳能集热发电装置的立体结构示意图；

图2是图1中所示v形板结构断面结构示意图。

图中：

1-集热管，2-v形板结构，21-v形侧板，22-支撑板，3-滚动轴承，41-主动齿轮，42-被动齿轮，5-反光镜，6-薄膜电池，7-多晶硅电池。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示本实用新型提出的一种基于三棱柱特性的太阳能集热发电装置，是利用三棱柱的外形来实现适应多种环境且高效利用太阳能产生热和电的装置，该太阳能集热发电装置包括集热管1，v形板结构2和一个齿轮组，所述齿轮组包括相互啮合的主动齿轮41和被动齿轮42。

所述v形板结构2包括v形侧板21和设置在所述v形侧板两端的支撑板22，所述集热管1的两端与所述v形侧板两端的支撑板22之间均分别设有滚动轴承3，所述滚动轴承3的外环与v形侧板21固定，与所述主动齿轮41相啮合的被动齿轮42装配在其中一个滚动轴承3的外环上。

如图2所示，所述v形侧板21的两内侧面设有反光镜5，形成反光镜面，所述v形侧板21的一个外侧面上设有薄膜电池6，形成薄膜电池面，所述v形侧板21的另一个外侧面上设有多晶硅电池7，形成多晶硅电池面。通过在外侧两面载有不同的太阳能电池面，即薄膜电池面和多晶硅电池面，适应了不同的环境需求。

所述v形板结构2完成对光线的利用作用，v形板结构2的内侧面则为反光镜面，所述反光镜5将进入v形侧板21的光线反射到所述集热管1进行集热，提高太阳能能量密度，利用集热管1特性将太阳能光热集中利用，将光能转化为热能。所述薄膜电池6和多晶硅电池7统属于太阳能电池，可以利用光电效应将光能转化为电能。

本实用新型中，所述主动齿轮41、被动齿轮42和所述滚动轴承3构成了传动结构，起到传动作用，根据太阳光的强弱由主动齿轮41带动被动齿轮42，进而带动与滚动齿轮外环固定的v形板结构转动，即根据太阳光的强弱通过翻转v形侧板21以调整薄膜电池面或是多晶硅电池面面向太阳。

本实用新型的一个实施例是，将多个上述的安装有集热管1的v形板结构2(三棱柱)形成一个组系，其中的齿轮组可以是第二传动结构，为了同步转动，由一个第一传动结构带动，该第一传动结构的具体形式不受限制，通过设计每个v形板结构2的安装位置可以将多个三棱柱串联或者并联起来，以满足不同的供热和供电需求。

本实用新型的太阳能集热发电装置利用三棱柱结构，将单一的太阳能源转化为多种形式的能源。在v形板结构的外侧面载有不同的太阳能电池面，即薄膜电池面和多晶硅电池面，适应了不同的环境需求。而v形板结构的内侧面上设置的反光镜将从不同的角度入射进入v形侧板内的光线反射并且都集中到集热管1的表面上。将较低的能量密度的太阳能富集，为后续的能量使用提供了可能。并针对不同的日常需求，通过由齿轮组和滚动轴承形成的传动结构旋转v形板结构，使得不同的外侧面作为当前工作面，在满足所需的热量时，可以将太阳能电池面面向太阳，以完成对电能的需求。

本实用新型提出的太阳能集热发电装置可以利用有限的面积对太阳能进行较为综合和全面的利用，提高了小面积上的太阳能利用率，达到节能减排的目的

使用本实用新型太阳能集热发电装置，在晴朗的天气下，太阳辐射较强，此时将工作面翻转至集热面进行集热，当热量储存足够时，将工作面翻转至多晶硅电池面进行光电转换。当阴雨天时，太阳辐射较弱，不足以集热和多晶硅电池发电时，将工作面翻转至薄膜电池面进行发电，以充分利用弱光条件。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。