專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可自動(dòng)跟隨太陽(yáng)移動(dòng)的具有發(fā) 電及加熱生活用水雙功能的太陽(yáng)能利用裝置；該裝置尤其適合無(wú)電地區(qū)及牧區(qū)使用。
背景技術(shù)：
在專(zhuān)利號(hào)為200520120563、發(fā)明名稱(chēng)為《聚光集熱式太陽(yáng)能溫差發(fā)電裝置》的專(zhuān) 利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種包括拋物面型聚光罩及支架，溫差發(fā)電器(機(jī))及支撐桿，貯水箱及 支架、水管系統(tǒng)在內(nèi)的利用太陽(yáng)能發(fā)電及加熱生活用水的裝置，該裝置雖然具有發(fā)電及加 熱生活用水兩種功能且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)的特點(diǎn)，但由于采用的是固定式聚光罩，不能隨著太陽(yáng)的移 動(dòng)而變動(dòng)采光的方向，吸光量及太陽(yáng)能利用率低；此外，由于溫差發(fā)電器等均是裸露在空間 的，冬季在北方及高寒地區(qū)使用時(shí)，因夜間溫度低，溫差發(fā)電器中的循環(huán)水管(熱交換管) 及外設(shè)水管因內(nèi)中的殘留水結(jié)冰，易造成水管凍裂、甚至損壞溫差發(fā)電器。因而，該裝置存 在太陽(yáng)能利用率及熱效率低，北方及高寒地區(qū)冬季使用時(shí)水管易凍裂、甚至造成溫差發(fā)電 器的損害，安全可靠性較差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)存在的弊病，改進(jìn)設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)
能發(fā)電及熱水裝置，以達(dá)到提高太陽(yáng)能利用率及熱效率，增大發(fā)電和加熱水量，以及使用安 全可靠等目的。 本實(shí)用新型的解決方案是在背景技術(shù)基礎(chǔ)上，在聚光罩上設(shè)置光照方向的自動(dòng)跟 蹤系統(tǒng)、定時(shí)自動(dòng)修正(調(diào)節(jié))聚光罩的方向，使反射光的焦點(diǎn)始終位于溫差發(fā)電器的采光 面上、以提高太陽(yáng)能的利用率及熱效率；此外，在貯水箱外的循環(huán)水管上增設(shè)電動(dòng)水泵，在 日落后將溫差發(fā)電器熱交換管或熱交換腔內(nèi)及外設(shè)水管內(nèi)的殘留水抽入貯水箱，以防止夜 間因冰凍造成溫差發(fā)電器等的損壞；本實(shí)用新型即以此實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因此，本實(shí)用新型 自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置，包括聚光罩及支架，溫差發(fā)電器(機(jī))及支撐桿，貯水 箱及支架，含進(jìn)、出及循環(huán)水管在內(nèi)的水管系統(tǒng)，關(guān)鍵在于在聚光罩及支架上還設(shè)有一包含 光敏跟蹤器、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蓄電池在內(nèi)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，而溫差發(fā)電器循環(huán)水 管的進(jìn)、出管口與貯水箱上對(duì)應(yīng)的循環(huán)水的出、進(jìn)水管之間為可伸縮的軟管；光敏跟蹤器固 定于聚光罩上并隨聚光罩轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于支撐桿上、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)于支撐桿 與聚光罩及底座之間并與支撐桿兩端緊固聯(lián)接、而與對(duì)應(yīng)的聚光罩及底座可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián) 接，蓄電池電源輸入端通過(guò)導(dǎo)線與溫差發(fā)電器的電源輸出端連接、其輸出端則與自動(dòng)跟蹤 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及光敏跟蹤器連接，以提供工作電流。 上述設(shè)于支撐桿與聚光罩及底座之間機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與對(duì)應(yīng)的聚光罩及底座 可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接，其與對(duì)應(yīng)的聚光罩為上、下方向可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接，而與底座為左、右 方向可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接。為了在日落后將管內(nèi)的殘留水抽入貯水箱內(nèi)、防止管內(nèi)的殘留水
夜間結(jié)冰而造成水管凍裂及損壞溫差發(fā)電器，在貯水箱循環(huán)水進(jìn)、出水管上均設(shè)置一閥門(mén)且在其出水管上還設(shè)有一電動(dòng)水泵，該電動(dòng)水泵的電源接頭通過(guò)導(dǎo)線與蓄電池的電源輸出 接頭連接。 本實(shí)用新型由于在聚光罩上增設(shè)了對(duì)光照方向的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，定時(shí)自動(dòng)修正 (調(diào)節(jié))聚光罩的方向，使反射光的焦點(diǎn)始終位于溫差發(fā)電器的采光面上，從而可將溫差發(fā) 電器的吸光量及太陽(yáng)能的利用率和熱效率提高60%以上；在溫差發(fā)電器循環(huán)水的進(jìn)、出水 管上各設(shè)置一閥門(mén)并在其出水管上設(shè)置電動(dòng)水泵，可在日落后將管內(nèi)的殘留水抽入貯水箱 內(nèi)、又有效防止了因管內(nèi)的殘留水結(jié)冰而造成水管凍裂及損壞溫差發(fā)電器的弊病。因而， 本實(shí)用新型具有吸光量及太陽(yáng)能的利用率和熱效率高，有效提高了裝置的發(fā)電量和加熱水 量，以及使用安全可靠等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及各部件連接關(guān)系示意圖。 圖中1.底座，2.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、2 1.上、下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、2 2.上部傳動(dòng)電機(jī)、 2 3.左、右傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、2 4.傳動(dòng)帶、2 5、下部傳動(dòng)電機(jī)，3.支架，4.光敏跟蹤器，5.聚 光罩，6.溫差發(fā)電器、6 1.支撐桿，7.蓄電池，7 1、7 2:導(dǎo)線，8 1.循環(huán)水(熱水) 出水管、8 2.循環(huán)水(冷卻水)進(jìn)水管，9.電動(dòng)水泵，IO.閥門(mén)，ll.貯水箱、11 1.進(jìn)水 管、11 2.熱水出水管，12.貯水箱支架。
具體實(shí)施方式
本施方式聚光罩5、溫差發(fā)電器6及支撐桿6 1 、貯水箱11及其進(jìn)水管11 1 、 熱水出水管11 2均與背景技術(shù)相同。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)采用濟(jì)南市光大電控廠生產(chǎn)的"太陽(yáng) 灶全自動(dòng)跟蹤裝置"，其中光敏跟蹤器4固定于聚光罩5上、采光平面與聚光罩罩口平面平 行、跟蹤起控角度5-10°可調(diào)，原聚光罩的支架本實(shí)施方式改為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)2自帶的內(nèi) 設(shè)螺桿的支架，上部傳動(dòng)電機(jī)2 2、下部傳動(dòng)電機(jī)2 5均為DC12V、12W的微型電機(jī)，聚 光罩5的上下(太陽(yáng)光與地面夾角)調(diào)整角度為IO。 -120° 、左右(太陽(yáng)水平方位角)運(yùn) 行(調(diào)整)角度為0。 -180° ;溫差發(fā)電器6通過(guò)電源導(dǎo)線7 1與蓄電池7的兩電源輸 入接頭連接、而蓄電池7的電源輸出接頭則通過(guò)輸出導(dǎo)線7 2分別與光敏跟蹤器4、傳動(dòng) 電機(jī)2 2及2 5、電動(dòng)水泵9的正、負(fù)極連接并分別向其提供工作電流。運(yùn)行時(shí)光敏跟 蹤器4根據(jù)太陽(yáng)光的移動(dòng)情況，定時(shí)(定角度)向傳動(dòng)電機(jī)2 2或2 5發(fā)出指令，傳動(dòng) 電機(jī)2 2或2 5啟動(dòng)并帶動(dòng)聚光罩5上、下或左、右轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°以確保聚光罩5反射光
的焦點(diǎn)始終位于溫差發(fā)電器的采光面范圍內(nèi)；當(dāng)最低氣溫達(dá)到ot:時(shí)，在日落后首先關(guān)閉
循環(huán)水進(jìn)水管8 2上的閥門(mén)10、然后開(kāi)啟電動(dòng)水泵9將管內(nèi)的殘留水抽入貯水箱11后， 再關(guān)閉循環(huán)水出水管8 l上的閥門(mén)10以防止夜間管內(nèi)的殘留水結(jié)冰；次日日出時(shí)再將兩 閥門(mén)開(kāi)啟即可。
權(quán)利要求一種自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置，包括聚光罩及支架，溫差發(fā)電器及支撐桿，貯水箱及支架，含進(jìn)、出及循環(huán)水管在內(nèi)的水管系統(tǒng)，其特征在于在聚光罩及支架上還設(shè)有一包含光敏跟蹤器、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蓄電池在內(nèi)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，而溫差發(fā)電器循環(huán)水管的進(jìn)、出管口與貯水箱上對(duì)應(yīng)的循環(huán)水的出、進(jìn)水管之間為可伸縮的軟管；光敏跟蹤器固定于聚光罩上并隨聚光罩轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于支撐桿上、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)于支撐桿與聚光罩及底座之間并與支撐桿兩端緊固聯(lián)接、而與對(duì)應(yīng)的聚光罩及底座可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接，蓄電池電源輸入端通過(guò)導(dǎo)線與溫差發(fā)電器的電源輸出端連接、其輸出端則與自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及光敏跟蹤器連接。
2. 按權(quán)利要求1所述自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置，其特征在于所述支撐桿與對(duì) 應(yīng)的聚光罩為上、下方向可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接，而與底座為左、右方向可轉(zhuǎn)動(dòng)式活動(dòng)聯(lián)接。
3. 按權(quán)利要求1所述自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置，其特征在于在貯水箱循環(huán)水 進(jìn)、出水管上均設(shè)置一閥門(mén)且在其出水管上還設(shè)有一電動(dòng)水泵，該電動(dòng)水泵的電源接頭通 過(guò)導(dǎo)線與蓄電池的電源輸出接頭連接。
專(zhuān)利摘要該實(shí)用新型屬于一種自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能發(fā)電及熱水裝置，包括聚光罩及包含光敏跟蹤器、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和蓄電池在內(nèi)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，溫差發(fā)電器及支撐桿，貯水箱及支架，含進(jìn)、出及循環(huán)水管在內(nèi)的水管系統(tǒng)及設(shè)于循環(huán)水進(jìn)、出水管上的閥門(mén)和循環(huán)水出水管上的電動(dòng)水泵。該實(shí)用新型由于增設(shè)了對(duì)光照的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，使反射光的焦點(diǎn)始終位于溫差發(fā)電器的采光面上，從而將太陽(yáng)能的利用率和熱效率提高60％以上；在循環(huán)水進(jìn)、出水管上增設(shè)閥門(mén)及電動(dòng)水泵，又可有效防止水管凍裂及損壞溫差發(fā)電器。因而，本實(shí)用新型具有吸光量及太陽(yáng)能的利用率和熱效率高，有效提高了裝置的發(fā)電量和加熱水量，以及使用安全可靠等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N11/00GK201518466SQ20092024284
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者曾葆青, 趙媛媛 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)