一种装置包括排空罩体、辐射吸收器、至少一个热电转换器、支撑结构、以及热传导元件，其中所述排空罩体包括沿纵轴延伸的管状构件，所述辐射吸收器置于所述罩体内并具有前表面和后表面，所述前表面适于暴露于太阳辐射以产生热量，所述至少一个热电转换器置于所述罩体内并与所述吸收器热连接，所述转换器具有高温端以接收所产生的热量的至少一部分，以便横跨所述至少一个热电转换器建立温差，所述支撑结构置于所述罩体内与所述热电转换器的低温端连接，其中所述支撑结构从所述热端转换器的低温端移走热量，所述热传导元件在所述支撑结构和排空罩体之间延伸并适于将热量从所述支撑结构传递至所述罩体。所述吸收器、至少一个热电转换器以及支撑结构布置为置于所述管状构件内的平面单元。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于太阳能转换的方法和装置。具体地，本专利技术涉及将太阳能热转换与太阳能热电转换任意结合的方法和装置。
技术介绍
太阳能转换器包括太阳能电转换器、太阳能燃料转换器和太阳能热转换器。太阳能电转换器利用太阳能光伏(PV)电池将太阳能直接转换为电能，或者利用太阳能热电转换器将太阳能间接转换为电能。太阳能燃料转换器利用电解从溶液中提取燃料，其中驱动电解步骤的电能直接来自PV电池。太阳能热转换器将太阳能转换为热能或热量。与占据较大市场份额的热水系统一样，PV电池和太阳能热转换器两者都用于居住方面。一些国家侧重于屋顶PV电池，而其他一些国家广泛使用屋顶热水系统。除了严格地用作热水系统之外，太阳能热转换器已被用于通过其产生的蒸汽驱动机械热机来发电。在太阳能热转换器中，提供有与太阳辐射吸收表面直接热接触的一个或一个以上的流体导管。所述太阳辐射吸收表面吸收太阳辐射并且将热量传递到所述导管。传递的热量提高了流过所述导管的诸如油、液体盐或水之类的流体的温度。加热过的流体随后用于诸如蒸汽驱动发电机之类的发电机以发电。本文所用的术语“流体”包括液体和 气体两者。相比之下，热电发电依靠固体材料的赛贝克效应(Seebeck effect)将热能转换为电。工作在热端温度Th和冷端温度T。之间的热电装置的理论能量转换效率nte由下式给出权利要求1.ー种装置包括 排空罩体，所述排空罩体包括沿纵轴延伸的管状构件； 辐射吸收器，所述辐射吸收器置于所述罩体内并具有前表面和后表面，所述前表面适于暴露于太阳辐射以产生热量； 至少ー个热电转换器，所述至少ー个热电转换器置于所述罩体内并与所述吸收器热连接，所述转换器具有高温端用以接收所产生的热量的至少一部分，以便横跨所述至少ー个热电转换器建立温差； 支撑结构，所述支撑结构置于所述罩体内与所述热电转换器的低温端热连接，其中所述支撑结构从所述热电转换器的低温端移走热量；以及 热传导元件，所述热传导元件在所述支撑结构和排空罩体之间延伸并适于将热量从所述支撑结构传递至所述罩体；并且 其中所述吸收器、至少ー个热电转换器、以及支撑结构布置为置于所述管状构件内的平面単元。2.如权利要求I所述的装置，其中所述支撑结构包括适于面向所述辐射吸收器背面的内表面，所述罩体包括弯曲内表面，以及所述热传导元件包括毗邻所述罩体的弯曲内表面并与所述罩体的弯曲内表面大体共形的弯曲部分，并且所述热传导元件从所述平面单元延伸到所述罩体以机械支撑所述罩体内的所述平面単元。3.如权利要求I所述的装置，其中所述热传导元件的至少一部分包括配置为聚集入射辐射至辐射吸收器上的光聚集元件。4.如权利要求3所述的装置，其中 所述光聚集元件包括所述热传导元件的毗邻所述罩体的弯曲内表面并与所述罩体的弯曲内表面大体共形的反射弯曲部分； 所述支撑结构的面积充分小于所述辐射吸收器的面积，以便由所述光聚集元件反射的辐射入射至除了所述支撑结构之外的暴露于所述光聚集元件的辐射吸收器的背面部分。5.如权利要求3所述的装置，其中 热传导元件包括毗邻所述罩体的弯曲内表面且与所述罩体的弯曲内表面大体共形的第一弯曲部分； 所述光聚集元件包括所述热传导元件的毗邻所述至少一个热电转换器的至少一端的第二反射部分； 所述热传导元件的第一部分和第二部分彼此之间直接或间接地热连接。6.如上述任意一项权利要求所述的装置，该装置还包括流体填充的热传递导管，所述热传递导管与所述支撑结构或所述热传导元件中的至少ー个热接触并适于将热量从所述支撑结构和所述热传导元件中的至少ー个传递至所述流体。7.如权利要求I至5任意一项所述的装置，其中所述热传导元件还包括流体填充的热传递导管，所述热传递导管与所述支撑结构热接触并适于将热量从所述支撑结构传递至所述流体。8.如上述任意一项权利要求所述的装置，其中所述管状构件具有垂直于所述纵轴的椭圆或圆形横截面。9.ー种装置包括排空罩体； 辐射吸收器，所述辐射吸收器置于所述罩体内并具有前表面和后表面，所述前表面适于暴露于太阳辐射以产生热量； 至少ー个热电转换器，所述至少ー个热电转换器置于所述罩体内并与所述吸收器热连接，所述转换器具有高温端用以接收所产生的热量的至少一部分，以便横跨所述至少ー个热电转换器建立温差； 支撑结构，所述支撑结构置于所述罩体内与所述热电转换器的低温端热连接，其中所述支撑结构从所述热电转换器的低温端移走热量；以及 流体填充的热传递导管，所述热传递导管至少部分置于所述排空罩体内并与所述支撑结构热接触并适于将热量从所述支撑结构传递至所述流体。10.如权利要求9所述的装置，其中 所述支撑结构包括适于面向所述辐射吸收器背面的内表面； 所述排空罩体包括沿纵轴延伸的管状构件；以及 所述吸收器、至少ー个热电转换器、以及支撑结构布置为置于所述管状构件内的平面单元。11.如权利要求9至10任一项所述的装置，该装置还包括热传导元件，所述热传导元件在所述支撑结构和排空罩体之间延伸并适于将热量从所述支撑结构传递至所述罩体。12.如权利要求9所述的装置，其中 所述排空罩体包括沿纵轴延伸的第一伸长玻璃管，所述第一伸长玻璃管具有内表面、外表面、第一端部和第二端部； 所述流体填充的热传递导管包括具有内表面和外表面的第二伸长玻璃管； 所述第二伸长玻璃管至少部分地置于所述第一伸长玻璃管内；以及第二伸长玻璃管的一个端部穿过所述第一伸长玻璃管的第一端部和第二端部中的至少ー个延伸出所述第一伸长玻璃管。13.如权利要求12所述的装置，该装置还包括位于所述第一伸长玻璃管和所述第二伸长玻璃管之间的至少ー个不透气的玻璃到玻璃密封装置，所述密封装置对所述排空罩体进行密封以在所述第二伸长玻璃管的外表面和所述第一伸长玻璃管的内表面之间形成排空区域。14.如权利要求12所述的装置，其中所述排空罩体仅采用玻璃到玻璃密封进行密封。15.如权利要求12所述的装置，该装置还包括置于所述第二伸长玻璃管的所述端部的热传递元件，所述热传递元件适于从所述流体中提取热量。16.如权利要求15所述的装置，其中所述热传递元件包括冷凝管。17.如权利要求12所述的装置，该装置还包括位于所述第二管外表面上的热传导涂层，该热导涂层提供所述第二管与所述支撑结构之间热接触。18.如权利要求17所述的装置，其中所述热传导涂层包括具有ー个或ー个以上明显分段以在所述第二伸长玻璃管热膨胀和收缩期间提供应カ消除的金属涂层。19.如权利要求12所述的装置，其中 第二伸长玻璃管的所述端部包括延伸进入建筑物的热水管道；以及 所述流体包括水。20.如权利要求12所述的装置，其中第二伸长玻璃管的所述端部与建筑物的热水管道或热水槽热连通，以便所述流体适于加热该热水管道中的水。21.ー种装置包括 排空罩体； 辐射吸收器，该辐射吸收器置于所述罩体内并具有前表面和后表面，所述前表面适于暴露于太阳辐射以产生热量， 至少ー个热电转换器，所述至少ー个热 电转换器置于所述罩体内并与所述吸收器热连接，所述转换器具有高温端用以接收所产生的热量的至少一部分，以便横跨所述至少ー个热电转换器建立温差；以及 支撑结构，所述支撑结构置于所述罩体内与所述热电转换器的低温端热连接，其中所述支撑结构从所述热电转本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，任志峰，贝德·保德尔，阿龙·本特，
申请(专利权)人：GMZ能源公司，
类型：发明
国别省市：
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