本发明专利技术——液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置。首先将介质充满透镜的壳体后构成“液介透镜”。使用该透镜将阳光聚焦于光伏电池上进行发电并收集其热能的装置：是由三棱透镜、四棱透镜及中轴透镜构成的主透镜；与主体构件铰连的主透镜筐架构件（３５），电池散热器及上下折射透镜构成的聚焦发电装置及介质循环系统；由地轨构件（３８）、地轨主轴（３０）、主体构件（３３）、左右定发轮支撑构件（３６）（３４）、脚轮（３９）、槽形圆环（３７）、水平传动轴（３２）及钢丝绳（３１）等零部件构成的总体构件水平传动装置以及控制电路等零部件装配而成。
【技术实现步骤摘要】
液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置本专利技术一液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置它是用廉价的普通玻璃、经 焊接制成透镜形状的壳体，在将液体(水或水玻璃等)导光介质填充于壳体内构成的透镜 (简称液介透镜)。用该透镜聚阳光于光伏电池进行发电并同时收集太阳的热能，为用户提 供清洁、廉价、高效的电能和热能供应的装置(技术)。随着我国经济的持续高速增长，工、农业生产的飞速发展，以及人们生活水平的提 高，对能源的需求也在急剧增长。但随着人类社会能源供需矛盾的加剧和化石能源造成的 对环境污染的威胁，对新的二次能源的开发日益迫切。而氢能就是一种人类所期待的二次 能源，氢能可以输送、储存、大规模生产和可再生利用，同时对环境友好，基本上没有污染， 是理想的车载能源及生产、生活用能源。它的开发和利用受到世界各国的重视，目前世界 上95%的氢是通过化石燃料而获得。这一过程对能源危机和温室效应没有实质性的改变。 要想从根本上解决这个问题，就必需开发出不依赖化石燃料制氢的新技术。人们都知道水 (这里指海水和淡水)是世界上最丰富的物质之一，而利用太阳能水电解制氢将是人类的 最佳选择。因为太阳能是一种清洁的可再生能源，对于人类而言是取之不尽，用之不竭的。 为此、本人于2008年设计了一种成本低(指综合成本和发电成本)、分解效率高、纯度高、 高度节能(指高压灌装储存过程中的节能)的“太阳能水电解制氢(氧)装置”，最适合与 具有间歇式的太阳能发电(风力发电等)等配合使用，将它门发出的电能，以氢能的方式储 存，能发挥出最佳的效果。虽然水电解制氢在技术上已有了很大的突破，但在水的电解过程 中，仍然要消耗大量的电能。因此，要想从根本上解决大规模的廉价制氢问题，关键是要解 决廉价的发电技术。由于太阳的能量密度低又具有间歇性，使得本来成本就高的现有光伏 发电技术，再加上电能的储存与并网系统带来的高成本，更是雪上加霜，失去了与常规能源 竞争的优势，而得不到大规模的推广应用。一、本专利技术的目的为了解决上述提出的具体问题，本专利技术的目的是要提供一种成本低、效率高、能对 太阳的光能和热能进行综合利用的装置——液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置。为 “太阳能水电解制氢(氧)装置”提供清洁、廉价的电能，同时为用户提供方便的热能。二、现有光伏发电技术所能达到的效果及其不足主要存在以下几点1.效果在国际市场上从2004年到2005年底，光伏电池的价格仍然超过3美元/WP (峰值 瓦)，并网价格为6美元/WP，光伏发电系统的平均发电成本为25美分/kW、h为美国常规发 电的2倍，是煤电成本的5 8倍，距离美国能源部光伏发电计划的预测，光伏发电成本至 少到2030年以后才可能降低到10美分/KW、h的价格，还有很大的差距。2、成本与效率i、为实现大功率输出，现有技术的做法是大量使用光伏电池拼装成独立的发电 单元，再由若干个独立的发电单元组成一个大的发电厂。使用这种光伏发电方式的缺点是 土地占用量大、单元成本高，对太阳能的利用率低下，大电流工作，有遭受雷击的危险。ii、使用抛物镜聚焦型或定日镜聚焦型光伏发电系统，虽然能提高阳光的利用率，但其结构复杂、成本过高、要实现廉价的大规模工业化发电及家庭发化发电、较为困难。iii、透镜聚焦型光伏系统，可以把光的强度浓缩几倍至几百倍，用较少量的光伏 电池，能获得最大的电能(功率)输出，这是它的优点。其缺点是大尺寸的透镜加工难度 大、成本很高。而小尺寸的透镜加工难度稍小，装配难度又太大，而且成本高昂。综上所述，现有光伏发电技术的几种方法都有着共同的缺点成本高、效率低，土 地占用量大，都不能做到对太阳能的综合利用，在加上并网系统的价格太高，无法与常规的 火电、核电、水电等能源竞争。三、本专利技术与现有光伏发电技术相比较所具有的有益效果，主要有以下几点1、效果i、本专利技术与现有光伏发电技术比较，所具有的最大区别在于本专利技术中使用了本 人专利技术的“液介透镜”。才使得本专利技术在利用液介透镜聚光发电时，能做到每一个独立的发 电单元只使用一到两块光伏电池，最大限度地减少了使用光伏电池的数量，降低了成本。本 专利技术在降低成本的同时，能把一块光伏电池的发电效率提高几倍到几百倍，还能同时做到 对太阳热能的收集和利用，进一步提高本专利技术对太阳能的综合利用的水平和效果。所有这 些是现有光伏发电技术所不能的。①由于制造液介透镜的材料是普通玻璃、其价格低廉。各透镜(三棱透镜、四棱透 镜和中轴透镜)的制造工艺简单，容易实现大规摸的工业化生产，成本很低。它在市场上的 售价每平方米(指受光面积)将不超过300元(人民币)；而1平方米(140/WP)的光伏 电池在市场上的售价且在4000元以上。其价格是液介透镜的十三倍。由于液介透镜的独 特作用，它能把现有光伏发电技术大量直接使用光伏电池发电产生的高成本，转化为使用 液介透镜聚焦发电的低成本。从而达到了降低发电成本、提高光伏发电效率的目的，收到了 好的效果。②液介透镜能象光学透镜一样工作，对太阳光进行聚焦，而不会影响到对太阳热 能的收集。使用该透镜聚焦发电，能减少光伏电池的使用数量，及使光伏电池的价格在10 美元/Wp、也是可以接受的。条件是光伏电池要有效率高、寿命长、抗高温能力强的优点。 使用液介透镜能从根本上解决现有光伏发电技术存在的结构复杂、成本高、效率低的技术 难题。③将本专利技术与“太阳能水电解制氢(氧)装置”配合，组成太阳能电解水制氢(氧) 系统。就可以充分利用低能量时段的太阳能，将其转换为氢能进行储存，同时节省了并网系 统。使得本系统的成本进一步降低，其系统效率也得到了空前的提高。④由于本专利技术中的光伏电池是安装在主透镜的下方。因为本专利技术中所用的金属构 件相互连接(接触)，能将雷电引入地下。在金属构件的屏蔽作用下，可有效地防止光伏电 池遭受雷击。ii、由于本专利技术中的光电池要在强光下工作，需要冷却散热。因此，本专利技术采用了 液体冷却方式，只需将折射透镜、液介透镜以及光伏电池的冷却散热器依次用管道连通，构 成介质循环系统。这里的介质(是指水、水玻璃等可以导光和热的液体物质)既是透镜的 导光介质，又是收集太阳热能的蓄热介质，同时还是光电池散热器的冷却介质。因此、只要 对循环系统中、介质吸收的热量进行收集，再加以利用(如再加热发电)，能收到更好的效 果。2、在相同规摸发电能力条件下的——成本与效率以建造一座30KW、h的发电站为例本专利技术加上“太阳能水电解制氢(氧)装置”的 总投资将不超过4万美元，是现有光伏系统的七分之一。其发电成本为0、1元(人民币)/ KW、h，将是现有光伏发电成本(25/KW、h)的十五分之一；是煤电成本的三分之一；是美国能 源部光伏发电计划预测的，到2030年以后才可能降低到10美分/KW、h的近七分之一的水 平(其中不包括热能的利用)。本专利技术与现有的火电、核电及水电技术相比较，无论从综合 成本、效率，还是从资源优势以及对环境的友好程度，本专利技术都具有绝对的竞争力。它将为 规模化及家庭化的廉价制氢提供最廉价的电能；为我国率先进入永久性的、以太阳能发电 为基础的氢能经济时代，提供强有力的物质保证与技术支持；为促进人类社会的文明与技 术进步，最终构建“和谐世界”产生积极的推动作用。四.本专利技术的目的是这样实现为本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术－－液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置。它是利用“液介透镜”将阳光聚焦于光伏电池上进行发电并收集太阳的热能，为用户提供廉价的电能及热能的装置。其主要特征是：由三棱透镜（２４）和四棱透镜（２５）及中轴透镜（２６）构成的主透镜；由主透镜、上下折射透镜（２０）（２９）、电池散热器（１８）及Ｕ形管道（１９）（２３）（２８）按照一定次序装配构成的聚焦光伏发电及介质循环装置；环形地轨（３８）、主体构件（３３）、与主体构件铰连的主透镜框架构件（３５）、左右定滑轮支撑构件（３６）（３４）、水平传动轴（３２）、焊接在主体构件（３３）下方的槽形园环（３７）、及糟内固定的钢丝绳（３１）构成的可以沿环形地轨水平方向转动的总体支撑构件；纬度传动轴（４６）、纲丝绳（４２）、左定滑轮（４１），以及各种导向轮等里零部件构成的能沿纬度（高度）方向转动的装置。
【技术特征摘要】
1.本发明——液介透镜聚焦式光伏发电及热利用装置。它是利用“液介透镜”将阳光聚 焦于光伏电池上进行发电并收集太阳的热能，为用户提供廉价的电能及热能的装置。其主 要特征是由三棱透镜(24)和四棱透镜(25)及中轴透镜(26)构成的主透镜；由主透镜、上 下折射透镜(20) (29)、电池散热器(18)及U形管道(19) (23) (28)按照一定次序装配构成 的聚焦光伏发电及介质循环装置；环形地轨(38)、主体构件(33)、与主体构件铰连的主透 镜框架构件(35)、左右定滑轮支撑构件(36) (34)、水平传动轴(32)、焊接在主体构件(33) 下方的槽形园环(37)、及糟内固定的钢丝绳(31)构成的可以沿环形地轨水平方向转动的 总体支撑构件；纬度传动轴(46)、纲丝绳(42)、左定滑轮(41)，以及各种导向轮等里零部件 构成的能沿纬度(高度)方向转动的装置。2.根据权利要求1中所述的主透镜，其特征是由三棱透镜(24)、四棱透镜(25)及中 轴透镜(26)经拼装扩展叠加后、用U形管道连接构成。3.根据权利要求2中所述的三棱透镜，其特征是折射面(1)、上三角面(2)、受光面 (3)、下三角面(4)及对接框(5)依次顺序连接而成。4.根据权利要求2中所述的四棱透镜，其特征是折射面(6)、上四边形(8)、受光面 (7)、下四边形(9)及对接框(10)依次顺序连接而成。5.根据权利要求2中所述的中轴透镜、其特征是由一块玻璃经折弯后形成左右折射 面，在右折射面(13)上分别制有进液咀(11)和排液咀(15)，再将折弯后的折射面、与上五 边形(14)、受光面(16)及下五边形(12)依次顺序连接而成。6.根据权利要求1中所述的聚焦光伏发电及介质循环装置其特征是光伏电池散热 器(18)、U形管道(19)、下折射镜(...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁尚安，
申请(专利权)人：梁尚安，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]
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