专利名称：太阳能温差引擎发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电装置，特别涉及一种利用温差引擎驱动的太阳能 发电装置。
背景技术：
现如今，随着经济的发展，全世界对能源的需求量越来大，传统的能源如煤，石油， 天然气等不可再生资源都会在一个可预见的时间范围内完全消耗。于是，人们便积极的开 发新的能源，以应对日益逼近的能源危机。作为一种最常见的、且比任何我们现在所利用的 其他能源都要多的能源一太阳能，对其利用的重要性早已为人们所熟知。因此，利用太阳 能发电，将太阳能转化为电能，是人们一直在积极研究的方向。将太阳能转化为电能的方法 分为两种一种是光伏发电，根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳能直接转化为 电能；另一种是光热发电，将太阳能聚集起来，加热工质，驱动汽轮发电机。温差引擎发电机，如斯特林引擎发电机，就是利用温差，导致汽缸内的气体对流运 动，从而带动活塞运动，进而带动发电机转动发电，是一个由热能转化为动能再转化为电能 的过程；太阳能温差引擎发电机，就是利用收集到的太阳能对汽缸加热，导致缸内气体产生 温差，并进行对流运动，从而带动活塞，进而带动与之相连的发电机进行发电，是一个由太 阳能转化为热能再转化为动能进而转化为电能的过程。但太阳能的总体利用率却非常低， 之所以利用率比较低，原因是因为相应的技术不够成熟，成本较高，还有部分原因是因为地 球上的大部分地区，只有白天才能直接接收到比较强的可以利用的太阳光，一旦到了夜间， 很多传统的利用太阳能发电的装置就停止了工作，直到太阳再一次出现。如此一来，太阳能 的利用效率自然就非常低。
发明内容本实用新型的目的之一在于提供一种太阳能温差引擎发电装置，其具有全天候发 电能力。本实用新型的目的之二在于提供一种太阳能温差引擎发电装置，其具有两组超导 体，可将收集到的太阳热能在传输过程中的损耗降到最低，从而提高太阳能的利用效率，进 而提高发电效率。本实用新型的目的之三在于提供一种太阳能温差引擎发电装置，其具有一个自动 移动的太阳控制追踪系统，可以追踪太阳的中心点，加强对太阳能的收集，从而提高太阳能 的利用效率，进而提高发电效率。本实用新型的目的之四在于提供太阳能温差引擎发电装置，因为所述发电装置完 全利用太阳能发电，所以不会产生任何污染，具有环境保护功能。为了实现上述目的，本实 用新型公开了一种太阳能温差引擎发电装置，其包含以下结构一个温差引擎一组太阳能电池板以及一个与其相连的蓄电池，所述太阳能电池板将太阳能转化为电能并将其储存在所述蓄电池内；一个制冷热片，其连接所述蓄电池，当所述蓄电池驱动所述制冷热片并向其供电 时，所述制冷热片的制热部制热、制冷部制冷，从而将电能转化为热能；一个集热器，其一端与所述温差引擎相连接并向其供热，其另一端连接所述制冷 热片的制热部，当所述制冷热片在蓄电池驱动下制热时，所述制冷热片向所述集热器导热， 以增加集热器的温度；一个供冷槽，其一端与所述温差引擎相连接并向其供冷，其另一端连接所述制冷 热片的制冷部，当所述制冷热片在蓄电池驱动下制冷时，所述供冷槽向所述制冷热片导热， 以降低供冷槽的温度；一个与所述温差引擎相连接并为其所驱动的发电机，所述温差引擎利用所述集热 器和所述供冷槽之间的温差，将热能转化为动能，产生驱动力以驱动所述发电机发电，进一 步将动能转化为电能；一组菲涅尔透镜，其设置在所述集热器上方，所述菲涅尔透镜将太阳光聚焦并投 射在所述集热器上，从而将太阳能转化为热能供给所述集热器，以增加集热器的温度。以下，将通过具体的实施例做进一步的说明，然而实施例仅是本实用新型可选实 施方式的举例，其所公开的特征仅用于说明及阐述本实用新型的技术方案，并不用于限定 本实用新型的保护范围。
图1为本实用新型的太阳能温差引擎发电装置的示意图。图2为本实用新型的太阳能温差引擎发电装置的另一种实施方式示意图。
具体实施方式
根据本实用新型的权利要求和说明书所公开的内容，本实用新型的技术方案具体 如下文所述。如图1和图2所示，本实用新型的太阳能温差引擎发电装置包含以下结构一个温差引擎2;一组太阳能电池板7以及一个与其相连的蓄电池8，所述太阳能电池板7将太阳能 转化为电能并将其储存在所述蓄电池8内；一个制冷热片5，其连接所述蓄电池8，当所述蓄电池8驱动所述制冷热片5并向 其供电时，所述制冷热片5的制热部制热、制冷部制冷，从而将电能转化为热能；一个集热器3，其一端与所述温差引擎2相连接并向其供热，其另一端连接所述制 冷热片5的制热部，当所述制冷热片5在蓄电池8驱动下制热时，所述制冷热片5向所述集 热器3导热，以增加集热器3的温度；一个供冷槽4，其一端与所述温差引擎2相连接并向其供冷，其另一端连接所述制 冷热片5的制冷部，当所述制冷热片5在蓄电池8驱动下制冷时，所述供冷槽4向所述制冷 热片5导热，以降低供冷槽4的温度；一个与温差引擎2相连接并为其所驱动的发电机1，所述温差引擎2利用所述集 热器3和所述供冷槽4之间的温差，将热能转化为动能，产生驱动力以驱动所述发电机1发电，进一步将动能转化为电能；一组菲涅尔透镜6，其设置在所述集热器3上方，所述菲涅尔透镜6将太阳光聚焦 并投射在所述集热器3上，从而将太阳能转化为热能供给所述集热器3，以增加集热器3的温度。其中，所述温差引擎2包括一个汽缸21和一个活塞22，所述汽缸21具有一个与所 述集热器3相连的热腔211和一个与所述供冷槽4相连的冷腔212，所述活塞22穿过所述 冷腔212，其一端连接所述热腔211，其另一端连接外部发电机1 ；所述热腔211内部填充有气体工作介质并接收所述集热器3传导的热量，以升温 并加剧所述气体工作介质的运动，带动所述活塞22往复运动，从而将热能转化为动能；所述活塞22驱动所述发电机1发电，将动能转化为电能。其中，所述热腔211与所述冷腔212内优选填充惰性气体作为气体工质介质。为 提高所述温差引擎2的工作效率，需要提供热腔211和冷腔212之间的温差，优选地，所述 热腔内填充的气体工作介质在100摄氏度至390摄氏度之间保持气态，所述冷腔内填充的 气体工作介质在零下5摄氏度至零下10摄氏度之间保持气态，从而使得所述热腔和所述冷 腔之间的最大温差达400摄氏度。为了降低传输过程中的热量损耗，所述太阳能温差引擎发电装置进一步包括第一 超导体10和第二超导体11，所述第一超导体10安装于所述集热器3与所述热腔211之间， 将所述集热器2的热量传导至所述热腔211，从而将热腔211温度升高，所述第二超导体11 设置在所述供冷槽4内并连接所述供冷槽4与所述冷腔212，将所述冷腔212的热量传导至 所述供冷槽4，以冷却所述冷腔212，从而将所述冷腔212的温度降低；所述第一超导体10和第二超导体11具有高导热率。由于采用了具有高导热率的 第一超导体10和第二超导体11，大大降低能量在传输过程中的损耗，因此提高了对所收集 太阳能的利用效率，并进而提高了发电效率。优选地，所述菲涅尔透镜6采用500倍至1000倍的镜片。优选地，所述蓄电池8的型号12V，6A。所述太阳能电池板7将其由太阳能转化的电能储存于与之相连接的所述蓄电池 8，并由所述蓄电池8向所述制冷热片5供电，由此将所述制冷热片5 —边制热，另一边制 冷，通过所述集热器3将热能集中并传输至所述热腔211，并对所述热腔内21的气体加热， 通过所述供冷槽4将所述冷腔212的热量导出，并对所述冷腔212内的气体冷却，由此，所 述热腔211和所述冷腔212两个腔内的气体就可产生温差，只要温差达到10摄氏度，腔内 气体的对流运动即可带动所述活塞22运转，进而带动与之轴承连接的所述发电机1运转以 发电。在有太阳光时，所述菲涅尔透镜6将太阳能聚集于所述集热器3上，将太阳能转化 为热能，传导至所述温差引擎的热腔211，并对所述热腔211加热以加大所述热腔211与所 述冷腔212之间的温差，以此所述热腔211与所述冷腔212内的气体加剧运动，从而带动所 述活塞22更剧烈的运转，将热能又进一步转化为动能，进而通过所述发电机1将更多的动 能转化为电能。所述太阳能温差引擎发电装置进一步包括一个太阳追踪控制系统9以控制所述 菲涅尔透镜6和所述太阳能电池板7追踪太阳的中心点，从而提高所述菲涅尔透镜6和所述太阳能电池板7对太阳光的收集率，所述太阳追踪控制系统安装有全球定位系统(GPS)， 以定位太阳中心点的位置。光照条件下，如日间，所述太阳追踪控制系统9控制所述菲涅尔透镜6和所述太阳 能电池板7追踪太阳的中心点，所述菲涅尔透镜6将太阳光聚光投射到所述太阳能电池板 7上，所述太阳能电池板7将太阳能转化为电能，并将电能储存在与其相连的所述蓄电池8 内。与此同时，所述菲涅尔透镜6将太阳光聚光并投射到集热器3上，所述集热器3将太阳 能转化为热能，从而将集热器3上的温度升高。所述集热器3通过所述第一超导体10向所 述热腔211传热，以提升所述热腔211的内部温度并将热能传导至所述热腔211内部的气 体，从而使得所述气体膨胀，此时所述冷腔212的内部温度为常温，故其与热腔211内部形 成了温差，此时热腔211内部的气体膨胀推动所述活塞22运动做功，此时热能进一步转化 为动能。所述活塞22通过轴承连接并带动发电机1工作，将动能转化为电能，从而进行发 H1^ ο光照不足时，如夜间，所述蓄电池8向该制冷热片5供电，由此所述制冷热片5 — 边为制热部，一边制冷部，将电能转化为热能，制热部使得集热器3的温度升高，并通过第 一超导体10将热量传导至所述热腔211，以提升热腔211的内部温度并将热能传导至热腔 211内部的气体，从而使得所述气体膨胀；与此同时，制冷部通过供冷槽4和第二超导体11 将热量从冷腔212内部导出，冷却所述冷腔212，从而降低冷腔212的内部温度并减少冷腔 212内部气体热能，此时热腔211内部温度高于环境温度而冷腔212内部温度低于环境温 度，从而使得二者之间形成温差，此时，所述热腔211内部气体膨胀而所述冷腔212内部气 体收缩，从而推动二者之间的活塞22运动做功，此时热能进一步转化为动能。所述活塞22 通过轴承连接并带动发电机1工作，将动能转化为电能，从而进行发电。这样，蓄电池8的低 电压低电流的电能通过温差引擎2在发电机1处转变为具有较高电压值和电流值的电能。本实用新型的太阳能温差引擎发电装置，可将所述热腔211内的气体温度提高到 100摄氏度至390摄氏度之间，可将所述冷腔212内的气体温度冷却零下5摄氏度至零下 10摄氏度之间，两腔可产生的最大温差可达400摄氏度。为了提高太阳能的光电转化效率，优选地，所述所述太阳能电池板7优选为采用 多个砷化镓太阳能晶片所组成的太阳能电池板7A。上述内容为本实用新型的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结 构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。同时本实用新型上述实施例仅为说明本实用新型技术方案之用，仅为本实用新型 技术方案的列举，并不用于限制本实用新型的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、 等同设备等对本实用新型权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有 超出本实实用新型权利要求书及说明书所公开的范围。
权利要求一种太阳能温差引擎发电装置，包含以下结构一个温差引擎；一组太阳能电池板以及一个与其相连的蓄电池，所述太阳能电池板将太阳能转化为电能并将其储存在所述蓄电池内；一个制冷热片，其连接所述蓄电池，当所述蓄电池驱动所述制冷热片并向其供电时，所述制冷热片的制热部制热、制冷部制冷，从而将电能转化为热能；一个集热器，其一端与所述温差引擎相连接并向其供热，其另一端连接所述制冷热片的制热部，当所述制冷热片在蓄电池驱动下制热时，所述制冷热片向所述集热器导热，以增加集热器的温度；一个供冷槽，其一端与所述温差引擎相连接并向其供冷，其另一端连接所述制冷热片的制冷部，当所述制冷热片在蓄电池驱动下制冷时，所述供冷槽向所述制冷热片导热，以降低供冷槽的温度；一个与所述温差引擎相连接并为其所驱动的发电机，所述温差引擎利用所述集热器和所述供冷槽之间的温差，将热能转化为动能，产生驱动力以驱动所述发电机发电，进一步将动能转化为电能；一组菲涅尔透镜，其设置在所述集热器上方，所述菲涅尔透镜将太阳光聚焦并投射在所述集热器上，从而将太阳能转化为热能供给所述集热器，以增加集热器的温度。
2.如权利要求1所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述温差引擎包括一 个汽缸和一个活塞，所述汽缸具有一个与所述集热器相连的热腔和一个与所述供冷槽相连 的冷腔，所述活塞穿过所述冷腔，其一端连接所述热腔，其另一端连接外部发电机；所述热腔内部填充有气体工作介质并接收所述集热器传导的热量，以升温并加剧所述 气体工作介质的运动，带动所述活塞往复运动，从而将热能转化为动能；所述活塞驱动所述发电机发电，将动能转化为电能。
3.如权利要求1所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能电池板系 由多个砷化镓太阳能晶片所组成。
4.如权利要求2所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能电池板系 由多个砷化镓太阳能晶片所组成。
5.如权利要求1所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能温差引擎 发电装置进一步包括一个自动移动的太阳控制追踪系统，可以追踪太阳的中心点，加强对 太阳能的收集，从而提高太阳能的利用效率，进而提高发电效率。
6.如权利要求4所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能温差引擎 发电装置进一步包括一个自动移动的太阳控制追踪系统，可以追踪太阳的中心点，加强对 太阳能的收集，从而提高太阳能的利用效率，进而提高发电效率。
7.如权利要求1所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能温差引擎 发电装置进一步包括第一超导体和第二超导体，所述第一超导体安装于所述集热器与所述 热腔之间，将所述集热器的热量传导至所述热腔，从而将热腔温度升高，所述第二超导体设 置在所述供冷槽内并连接所述供冷槽与所述冷腔，将所述冷腔的热量传导至所述供冷槽， 以冷却所述冷腔，从而将所述冷腔的温度降低；所述第一超导体和第二超导体具有高导热率，以降低传输过程中的热量损耗。
8.如权利要求6所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳能温差引擎 发电装置进一步包括第一超导体和第二超导体，所述第一超导体安装于所述集热器与所述 热腔之间，将所述集热器的热量传导至所述热腔，从而将热腔温度升高，所述第二超导体设 置在所述供冷槽内并连接所述供冷槽与所述冷腔，将所述冷腔的热量传导至所述供冷槽， 以冷却所述冷腔，从而将所述冷腔的温度降低；所述第一超导体和第二超导体具有高导热率，以降低传输过程中的热量损耗。
9.如权利要求5所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳控制追踪系 统安装有全球定位系统(GPS)，以定位太阳中心点的位置。
10.如权利要求8所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述太阳控制追踪系 统安装有全球定位系统(GPS)，以定位太阳中心点的位置。
11.如权利要求2所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述热腔内填充的气 体工作介质在100摄氏度至390摄氏度之间保持气态，所述冷腔内填充的气体工作介质在 零下5摄氏度至零下10摄氏度之间保持气态，从而使得所述热腔和所述冷腔之间的最大温 差达400摄氏度。
12.如权利要求10所述的太阳能温差引擎发电装置，其特征在于，所述热腔内填充的 气体工作介质在100摄氏度至390摄氏度之间保持气态，所述冷腔内填充的气体工作介质 在零下5摄氏度至零下10摄氏度之间保持气态，从而使得所述热腔和所述冷腔之间的最大 温差达400摄氏度。
专利摘要一种太阳能温差引擎发电装置，包含以下结构一个温差引擎一组太阳能电池板以及一个与其相连的蓄电池；一个制冷热片，连接所述蓄电池并在其驱动下，所述制冷热片的制热部制热、制冷部制冷；一个集热器，其一端与所述温差引擎相连接并向其供热，其另一端连接所述制热部，当所述制冷热片制热时，以增加集热器的温度；一个供冷槽，其一端与所述温差引擎相连接并向其供冷，其另一端连接所述制冷部，当所述制冷热片制冷时，以降低供冷槽的温度；一个与所述温差引擎相连接并为其所驱动的发电机，所述温差引擎利用所述集热器和所述供冷槽之间的温差，驱动所述发电机发电；一组菲涅尔透镜，其设置在所述集热器上方并将太阳光聚焦并投射在所述集热器上。
文档编号H02K7/18GK201690387SQ201020221259
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者李政儒, 林朝国, 林顺隆 申请人:林顺隆;林朝国;李政儒