一种热光伏发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种热光伏发电装置，包括进气口、预混器及燃烧器，燃烧器的外周还依次设置辐射器及光伏电池组件，燃料通过进气口进入预混器及燃烧器中分别进行预混合及燃烧，辐射器吸收来自燃烧器的热能，并向光伏电池组件释放热辐射，光伏电池组件吸收热辐射并将其转换为电能，该热光伏发电装置结合了热光伏技术、近场辐射技术和超材料辐射技术，具有简单稳定的机械结构，能较好的适应野外复杂多变的工作环境，在保证稳定供电的同时，做到了设备的微型化和模块化，具有结构简单、便于携带、单位体积产电功率高、安全性高、续航能力高等优点，兼顾了能量转化效率和设备自身的便携性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热光伏供电领域，尤其涉及一种微型的热光伏发电装置。
技术介绍
随着户外运动的日益盛行和电子产品的大量普及，人们在野外对于电能的需求也日益增加。传统的野外供电方案主要有太阳能供电、柴油发电机组供电和蓄电池供电几种。其中太阳能供电，利用太阳能电池板的光伏效应将太阳能转化为电能，再利用包括蓄电池在内的控制系统来实现独立供电，但当遇到阴雨天气或夜晚时则无法供电，因此，该方案存在体积大，单位面积的能量转化效率低和受环境影响较大等缺陷；柴油发电机组则存在能耗大，安全性低、布线复杂、体积庞大不易携带和对于野外复杂工作环境的适应性不佳等困难；除此之外，作为被动式供电方案的蓄电池系统则存在续航短，野外环境下充电困难及自重较大等局限。还有一些将太阳能供电和风能供电结合，但同样存在体积大等缺陷。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种便于携带、能量输出密度高、不受环境影响同时续航持久的野外供电系统，用以解决目前户外供电困难的问题，提升供电品质。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种热光伏发电装置。为了实现上述目的，本技术实施例提供的技术方案如下：一种热光伏发电装置，包括进气口、预混器及燃烧器，所述燃烧器的外周依次设置辐射器及光伏电池组件，燃料通过所述进气口依次进入所述预混
器及燃烧器中分别进行预混合及燃烧，所述辐射器吸收来自燃烧器的热能，并向所述光伏电池组件释放热辐射，所述光伏电池组件吸收所述热辐射并将其转换为电能。作为本技术的进一步改进，还包括散热器，设置于所述光伏电池组件相对所述辐射器的另一面。作为本技术的进一步改进，还包括尾气处理装置，可拆卸设置于所述燃烧器的末端出口处。作为本技术的进一步改进，所述辐射器与光伏电池组件之间设有真空层。作为本技术的进一步改进，所述真空层的厚度≤100nm。作为本技术的进一步改进，所述进气口包括第一进气口与第二进气口，所述燃料包括助燃气体与可燃气体，所述助燃气体与可燃气体分别通入所述第一进气口与第二进气口中。作为本技术的进一步改进，所述辐射器为由非金属材料包裹层和金属纳米棒矩阵构成的平板型，或者所述辐射器由金属线阵列及开口谐振环阵列超材料构成。作为本技术的进一步改进，所述非金属材料为三氧化二铝，所述金属为金属钨，所述金属线阵列材料为钼。作为本技术的进一步改进，所述燃烧器的制作材料选用耐高温的非金属材料或金属材料，所述非金属材料包括三氧化二铝、二氧化锆或氮化硼，所述金属材料包括钨或钼。作为本技术的进一步改进，所述光伏电池组件选用GaSb电池片或禁带宽度小于0.72eV的半导体材料。本技术具有以下有益效果：由于超材料的运用和近场效应的存在，与现有热光伏发电系统相比，本
技术中辐射器所需达到的工作温度大大降低，避免了燃烧器、辐射器和光伏电池阵列由于过热而产生老化，保证了燃烧器、辐射器和光伏电池组件的使用寿命，同时对于燃料的要求也相应降低；由于整个系统均未涉及转动装置，故而本技术同现有用于野外供电的内燃机(如柴油发电机)相比，具有无噪音、无磨损、可以静默使用的特性，能够很好地适应野外复杂环境对于噪音控制以及设备可靠性的要求；由于本技术利用了近场辐射，故而装置设计尺寸小、结构紧密，单位体积电能提供量大于市面上现有的太阳能光伏野外发电装置以及蓄电池野外供电装置，可以做到设备的小型化乃至微型化；采用了可以更换的尾气处理装置，该装置可以有效的过滤尾气中有害环境的成分，对于环境有极佳友好度；选用了具有选择性发射光谱的超材料作辐射器基体，对比现有的利用热光伏发电的设备，本技术能源利用率较高，且本技术无需配置现有系统中存在的光子选择器，减少了中间环节、增加了系统效率、提高了同等水平燃料的续航时间；真空层的厚度被限定在100nm以内，由此，当光伏电池组件和辐射器之间的距离在微纳尺度的时候，由于近场效应的存在，其辐射强度将急剧提高，从而可以在较低的辐射器温度下获得所需要的辐射强度；整体采用模块化设计理念，产品的各个部件都可以通过更换相同部件的方法进行修理，相比于现有复杂系统，维修成本较低。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，
下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一具体实施方式中热光伏发电装置的结构示意图。附图中涉及的附图标记和组成部分说明：1.第一进气口；2.第二进气口；3.预混器；4.燃烧器；5.第一辐射器；6.第一真空层；7.第一光伏电池组件；8.第一散热器；9.第二辐射器；10.第二真空层；11.第二光伏电池组件；12.第二散热器；13.尾气处理装置。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术的一种热光伏发电装置，包括进气口，进气口可以为一个或两个，优选采用两个进气口，分别为第一进气口1与第二进气口2，热光伏发电装置还包括预混器3及燃烧器4，以上各个部件可以呈平板状或圆柱状，热光伏发电装置整体可以为平板状或圆柱状，当为平板状时，在燃烧器4的两个外侧分别设置平板型的第一辐射器5及第二辐射器9，在第一辐射器5及第二辐射器9的两个外侧分别设置平板型的第一光伏电池组件7及第二光伏电池组件11，为圆柱状时，则辐射器与光伏电池组件依次设于燃烧器的外周。各个部件均为可替换的模块化设计，需要时可以独立更换各个部件，便于故
障后的维修。在以下实施方式中，均以平板状来进行说明。燃料通过进气口依次进入预混器3及燃烧器4中分别进行预混合及燃烧，第一辐射器5及第二辐射器9吸收来自燃烧器4的热能，并向光伏电池组件7、11释放热辐射，光伏电池组件7、11吸收热辐射并将其转换为电能。热光伏发电装置还包括第一散热器8与第二散热器12，分别设置于第一光伏电池组件7相对第一辐射器5的另一面及第二光伏电池组件11相对第二辐射器9的另一面。第一散热器8与第二散热器12均为翅片管散热器，第一光伏电池组件7与第二光伏电池组件11将多余的热能传递到第一散热器8与第二散热器12上，由第一散热器8与第二散热器12将这部分热量分散到环境中，可以避免局部温度过高，提升安全性。热光伏发电装置还包括平板状的尾气处理装置13，可拆卸设置于燃烧器4的末端出口处，尾气处理装置13可以采用市售的微型过滤器，以对燃烧生成的废气进行净化，有效过滤尾气中有害环境的成分，使其无害化后再排放至环境中，对于环境有极佳友好度。在第一辐射器5与第一光伏电池组件7之间，及第二辐射器9与第二光伏电池组件11之间，还分别设有第一真空层6及第二真空层10，其厚度被限定在100nm以内，这样设计的优点在于：当光伏电池组件和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热光伏发电装置，其特征在于，包括进气口、预混器及燃烧器，所述燃烧器的外周依次设置辐射器及光伏电池组件，燃料通过所述进气口进入所述预混器及燃烧器中分别进行预混合及燃烧，所述辐射器吸收来自燃烧器的热能，并向所述光伏电池组件释放热辐射，所述光伏电池组件吸收所述热辐射并将其转换为电能。

【技术特征摘要】
1.一种热光伏发电装置，其特征在于，包括进气口、预混器及燃烧器，所述燃烧器的外周依次设置辐射器及光伏电池组件，燃料通过所述进气口进入所述预混器及燃烧器中分别进行预混合及燃烧，所述辐射器吸收来自燃烧器的热能，并向所述光伏电池组件释放热辐射，所述光伏电池组件吸收所述热辐射并将其转换为电能。2.根据权利要求1所述的热光伏发电装置，其特征在于，还包括散热器，设置于所述光伏电池组件相对所述辐射器的另一面。3.根据权利要求1所述的热光伏发电装置，其特征在于，还包括尾气处理装置，可拆卸设置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐其琛，张晓静，吴玺，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32