太阳能转换器制造技术

一种太阳能转换器用以将一太阳光转换为热能并输出至一待加热物质，其包括一腔体其中具有一空间；一聚焦元件是固定于该腔体，该聚焦元件具有一焦点，该太阳光透过该聚焦元件而入射至该空间中并聚焦于该焦点；以及至少一钨丝是固定于该腔体中并被定位于该焦点。本实用新型专利技术的太阳能转换器可极有效地提升太阳能利用效率，提高能量的转换效率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

太阳能转换器
本技术是关于一种太阳能装置，特别是关于一种太阳能转换装置。
技术介绍
再生能源的利用为近年来世界各国所重视的问题，尤其在石油能源即将短缺，能 源物料不断攀升的今天，再生能源为能源来源的极重要的一个考量，其中太阳能为取之不 尽用之不竭的能量来源，亦为再生能源的最主要部分，因此太阳能为目前能源开发的一个 很重要领域，已成熟的太阳能转换系统主要包括了太阳能电池与太阳能加热系统两大类。 请参阅图1A，为太阳光全频谱所对应的穿透率示意图。通常太阳光在穿过大气层 的过程中，会被大气分子如03、 H20或C02所吸收，因此某些频段的太阳光其穿透率极低，如 图IA所示，波长低于O. lum的太阳光其穿透率极小，几乎完全被大气所吸收，而落在1 1000um频段的红外光其低穿透率大致也是偏低。 请继续参阅图1B，为短波长太阳光频谱所对应的穿透率示意图，其是针对图1A再 进一步说明，不同物质所主要吸收的波长状态。从图1B可以看出大气中的水分子(H20)对 短波长太阳光(波长<=15um)的吸收状态，其中0. 8um 2um、3. 3um、6. 2um与11. 8um等 波长的太阳光可被水分子大量吸收。 请继续参阅图2，为各温度的黑体辐射频谱图。太阳表面温度约为6000K，其辐射 频谱分布如图2所揭示，从其中可看出，前述可被水分子大量吸收的波长频段，如0. 8um 2um的频段，已经是6000K辐射频谱的末端，占有辐射能量的极小部分，据此可知事实上水 分子所能吸收的太阳能所占比例明显偏低，也就是，前述的太阳能加热系统，特别是太阳能 加热水的系统上，太阳能的利用效率事实上是非常低的。而从黑体辐射辐射频谱图可看出， 当黑体的温度为400K以上时，其辐射能量的波长频段则涵盖了可被水分子大量吸收的频 段。
技术实现思路
鉴于现有技术中太阳能利用效率低落所产生的种种缺失，本技术提供一种「太阳能转换器」，能够克服上述缺点，以下为本技术之简要说明。 由于O. 8um 2um、3. 3um、6. 2um与11. 8um等波长的太阳光可被水分子大量吸收，再配合图2可得知，从温度400K至1500K的范围，都是提供水分子可吸收波长的极佳操作温度，因此如果先使某种材料吸收太阳光，再将其温度提升至400K至1500K的范围之间，则该材料所辐射出能量，将可有效率地被水所吸收，如此即可提高能量的转换效率。 由于鸨丝可大量吸收入射表面的电磁波，因此鸨丝将非常适合作为将太阳光的温度提升到400K以上的媒介，故本技术提出一种太阳能转换器，其主要是透过钨丝将入射太阳光的温度转换到400K以上，而使得所有的入射太阳光均可转换为波长可被水分子吸收的能量，如此可极有效地提升太阳能利用效率，特别是太阳能加热水系统的太阳能利用效率。 因此根据本技术的第一构想，提出一种太阳能转换器用以将一太阳光转换为 热能并输出至一待加热物质，其包括一腔体其中具有一空间；一聚焦元件是固定于该腔体， 该聚焦元件具有一焦点，该太阳光透过该聚焦元件而入射至该空间中并聚焦于该焦点；以 及至少一钨丝是固定于该腔体中并被定位于该焦点。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该钨丝直接地或间接地与该待 加热物质接触。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该腔体的内表面上具有一反射 膜，该反射膜的一反射焦点与该焦点重合。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该腔体为圆筒状、矩形或方形。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该腔体的材质为强化玻璃或压 克力。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该聚焦元件为一聚焦透镜。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该空间为一真空。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该空间中填充有一惰性气体。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该待加热物质为一液体、一气 体、一油或一水。 因此根据本技术的第二构想，提出一种太阳能转换器用以将一太阳光转换为 热能，其包括一支架；一聚焦元件是固定于该支架，该聚焦元件具有一焦点，该太阳光透过 该聚焦元件而聚焦于位于该焦点；以及一钨丝是固定于该支架，该钨丝被定位于该焦点。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中还包含一槽体设置于该钨丝下 方，用以容置一待加热物。 较佳地，本技术所提供的太阳能转换器，其中该支架是固定于该槽体上。 本技术的太阳能转换器可极有效地提升太阳能利用效率，提高能量的转换效率。附图说明 图1A为太阳光全频谱所对应的穿透率示意图； 图1B为短波长太阳光频谱所对应的穿透率示意图； 图2为各温度的黑体辐射频谱图； 图3为本技术的太阳能转换器的第一实施例侧视图； 图4为本技术的太阳能转换器的第二实施例侧视图；以及 图5为本技术的太阳能转换器的第三实施例示意图。30 :太阳能转换器 31 :腔体 32 :聚焦透镜 33 :钨丝 34:反射膜 35:透光区 36 :待加热物质 SL :太阳光 V :真空 40 :太阳能转换器 50 :太阳能转换器 51 :槽体 52 :支架具体实施方式本技术将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺的人士可 以据以完成之，然而本技术的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态。 请参阅图3，为本技术的太阳能转换器的第一实施例侧视图。图3中的太阳能 转换器30主要是由腔体31、聚焦透镜32以及钨丝33等所构成。腔体31的外观较佳是圆 筒状、矩形或方形，但腔体31并非因此而被限制其实施型态，其轴向的方向是垂直于图3的 纸面，腔体31中的气体可被抽出而在腔体31中形成真空V，或者在腔体31中预充入惰性气 体，如氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气，腔体31较佳是由透明玻璃或压克力所制成的 或由其他可承受真空V所形成的负压力的材料所制成。 而腔体31的侧壁上涂布有反射膜34，反射膜34仅涂布至腔体31下方为止，而在 腔体31的底部处留下部分区域不涂布反射膜34，以形成至少一个透光区35，使得光线仍可 经由透光区35自由进出腔体31，其中，反射膜34可涂布于腔体的内部或外部。由于腔体 31的外形为圆筒状，因此反射膜34具有反射焦点，聚焦透镜32设置在腔体31上方，聚焦透 镜32较佳为凸透镜并具有聚焦点。 腔体31中还设有钨丝33，钨丝33是透过设置在腔体31两端的支架(未示于图 中)而固定在腔体31当中，钨丝33所设置的位置应落在聚焦透镜32的聚焦点以及反射膜 34的反射焦点上，且较佳的状况是聚焦透镜32的聚焦点与反射膜34的反射焦点重合。 当太阳能转换器30工作时，首先太阳光SL透过聚焦透镜32而入射至腔体31中 并聚焦在钨丝33上，但聚焦在钨丝33上的太阳光SL随即会随机地散射至反射膜34上，但 立刻又会被反射膜34反射而聚焦至反射焦点上，由于聚焦点、反射焦点与钨丝33都是在同 一位置，所述散射后的太阳光SL最后仍将被重新再聚焦至钨丝33。 因此无论所入射的太阳光SL在腔体31中是如何的被散射或反射，大部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能转换器，用以将一太阳光转换为热能并输出至一待加热物质，其特征在于：包括：一腔体，其中具有一空间；一聚焦元件，设置于该腔体上，该聚焦元件具有一焦点，该太阳光透过该聚焦元件而入射至该空间中并聚焦于该焦点；以及至少一钨丝，固定于该腔体中并被定位于该焦点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴廷汉，
申请(专利权)人：瀚宇彩晶股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]