專利名稱：模塊式多功能太陽能裝置的制作方法
模塊式多功能太陽能裝置 模塊式多功能太陽能裝置是一種可再生能源領(lǐng)域的創(chuàng)新設(shè)計。該系統(tǒng)
能夠從太陽光收集能量，并解決現(xiàn)有太陽能收集器存在的下述問題
固定的位置，其被限制在特定的角度，或垂直布置，這兩種以能量回
收的方式是不充分的； *大尺寸和大重量的收集器，其需要笨重的支撐裝置； 浪費的空間；
*在建筑設(shè)計中，難于與建筑物集合成一體。
太陽能裝置(圖l&2)包括(可變)數(shù)量的熱或光電接收元件A和容 納技術(shù)設(shè)備的支撐柱B。利用簡單、進(jìn)步的組件，該太陽能裝置除了能夠 實現(xiàn)基本的熱或光電能量的回收功能外，適合于執(zhí)行下述功能 *為建筑物、窗戶、停車場等提供遮光。
利用它的瓦面功能，覆蓋花園、通道或其它空間。 接收器能夠安裝在固定的位置或設(shè)計為在經(jīng)度或煒度位置上跟蹤太陽 的機(jī)構(gòu)。該接收器能夠手動操作或為了使能量收集最大化通過微處理器全 自動操作。這些特點允許太陽能裝置以正或負(fù)的角度，水平或甚至垂直的 在任何暴露在太陽下的地方一一例如露臺、院子、平臺、屋頂(甚至面北 的屋頂)、墻壁和間隔物安裝。實際上，垂直位置的安裝甚至允許單元用在 諸如露臺等的區(qū)域中替代安全柵欄。這種靈活性甚至允許在公寓樓和辦公 樓中的太陽能的回收。 太陽能接收器
從外部看，太陽能接收器由圓形、橢圓形或者其他幾何形狀的透明或 半透明的管子2形成。
依據(jù)它們預(yù)定的用途，這些可以是熱類型或光電類型。兩種類型都可 包含允許其被用作太陽遮光板或瓦面的多功能葉片7。
圖3和圖4分別示出了熱接收器和光電接收器的示意圖。
下面是對圖2、圖3和圖4中示出的各個部件的說明
這種金屬蓋安裝在接收器的背部中間，支撐多功能葉片7。外部管子2
在熱接收器上，這種管子是必須的，并形成它的外蓋。它支撐、保護(hù)
并相對外部熱隔離內(nèi)部零件。這種透明管子由丙烯酸纖維(PMMA)或 者具有抵抗紫外線和天氣特性的其他材料制成，在紅外線下具有低的熱傳 導(dǎo)性和高的透明度。利用在一起的這兩個蓋8，確保了卓越的熱隔離(0. 2 1WmK,相只寸于3皮璃的1， 2WmK )。
光電接收器可以沒有這種外部管子。
固定的內(nèi)部管子3
這種與旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管子4接觸的銅管確保了熱量傳入內(nèi)部流動的流體內(nèi)。
光電接收器沒有這種管子。 旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管子4
僅在熱接收器中，這種管子通過"TiNOX選擇涂層"將從太陽收集到的 熱量傳送。
這種管子由銅制成，焊接并壓疊到涂層，通過與固定的內(nèi)部管子3接 觸傳送熱量。
對于光電接收器，相同的管子(由銅或者其他合適的材料制成)支撐 光電池并把線從接收器帶入支撐柱內(nèi)。
無論哪種類型的接收器，這種管子都允許接收器做成特氟綸襯套。 支撐葉片5
這種葉片焊接到旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管子4,這樣支撐了 "TiNOX選擇涂層"(或 替換的)或光電池。
位置電池6和微處理器9
定位在一個外部管子2中的一組五個位置感應(yīng)電池和定位在一個技術(shù) 支撐柱中的微處理器9提供了跟蹤太陽的以經(jīng)度和煒度表示的信息和計算。 比較每個硅電池的電壓，從被處理的數(shù)據(jù)中給出 一個誤差信號。
微處理器分析偏差，驅(qū)動伺服電機(jī)ll、臂1Q和連桿12直到達(dá)到對稱。 對于多云的天氣，微處理器使用晴天的最近的良好數(shù)據(jù)或者預(yù)定的算法。
多動能葉片7
這種葉片是可選的，可安裝在上述兩種類型之一的接收器上。具有兩
個獨特的功能
作為"太陽遮光板"，這種葉片放在金屬蓋1的任意一側(cè)，并產(chǎn)生蔭涼， 使建筑物、窗戶、停車場等的溫度降低。這些葉片部分重疊以產(chǎn)生蔭涼而 不影響接收器的效果。
作為選擇，接收器能夠裝有"瓦面葉片"，其移動到關(guān)閉或打開的位置
(圖6b)以保護(hù)其下面的區(qū)域免于日曬或雨淋。發(fā)生降水時，設(shè)置在支撐 柱內(nèi)的濕度傳感器向微處理器傳遞信息，微處理器自動驅(qū)動所有收集器至 關(guān)閉位置。如果雨停了，接收器回到微處理器計算出的正常太陽能位置。 在夜晚，太陽能接收器被自動送到關(guān)閉位置。
裝有瓦面或太陽遮光板的接收器能被人工控制到優(yōu)選位置。
蓋8
接收器的頂部用金屬或塑料蓋封閉。對于熱接收器，熱效應(yīng)依據(jù)蓋的 特性，其必須保證最小的內(nèi)部損耗。如果使用金屬蓋，還必須在蓋和接線 箱(圖7a)之間裝入熱隔絕機(jī)構(gòu)(圖7f)。蓋還控制接收器內(nèi)的熱的流動。
圖7描述熱接收器的金屬蓋組件和其他零件。這些零件是
接線箱a
該零件焊接到旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部管子4 (圖2, 3),并支撐蓋8。 緩沖墊b
緩沖墊由特氟綸(具有良好的熱阻性和潤滑性)制成，如圖2 (13)中所 示。它支撐圍繞其旋轉(zhuǎn)的接線箱a。 螺釘c
它們將蓋8固定到接線箱a。 臂d
如圖2 (10)所示，臂響應(yīng)接收器的運動。它由與伺服電機(jī)ll連接的 連桿觸發(fā)。 熱套筒e
這確保接線箱a的熱隔離。
使用軟木村墊隔離接收器與內(nèi)部熱流。注意的是蓋不能直接接觸接線箱。
安全閥h
為了保證良好的熱隔離，需要確保接收器的內(nèi)部和外部之間沒有熱損 失，特別是通過任何自由空氣流。如上所述，內(nèi)部的熱隔離必須是完全的。 另一方面，接收器內(nèi)的空氣量越少，因空氣對流造成的熱損失越小。通過 自然過程，通過在一個蓋中安裝單向閥可以使接收器內(nèi)的空氣量最小化。 當(dāng)內(nèi)部的空氣溫度升高時，空氣的體積增大， 一些空氣通過閥被排出。當(dāng) 內(nèi)部空氣溫度下降，空氣體積不減少，因此內(nèi)部壓力降低。兩個溫度的差 越大，內(nèi)部壓力越小，接收器內(nèi)部損耗越小。在冬天，當(dāng)溫度最低時，接 收器的效率最大。
對于光電接收器的情況，因為空氣可以在其中自由流動，不需要隔離， 所以蓋的結(jié)構(gòu)簡單。
圖8示出了含有一些常見的熱接收器元件的光電接收器。省略了四個 元件熱套筒e;熱襯墊f;安全閥h和固定的內(nèi)部管子3。加入了兩個新 的元件灰塵過濾器8a和新的內(nèi)有孔的襯墊。
蓋8和襯墊8b確保了內(nèi)部溫度與周圍的相同。
襯墊8b防止灰塵沉積在光電池上。
支撐柱B
太陽能裝置(圖l和2)中的支撐柱B,其裝有技術(shù)設(shè)備。這些柱形成 針對兩種類型的接收器的支撐結(jié)構(gòu)，并包含驅(qū)動它們的所必要的一些元件； 伺服電機(jī)ll;微處理器9;線；傳感器和機(jī)械零件。
對于熱接收器，支撐柱還包含隔離管、安全閥門、電子閥門、氣孔和泵。
熱接收器的支撐柱應(yīng)有良好的內(nèi)部隔離。
權(quán)利要求
1.模塊式多功能太陽能裝置，其能夠從太陽收集熱或光電能源；具有附帶的太陽遮光板或瓦面功能，可安裝在任意太陽的位置---甚至垂直平面(在建筑物表面等上)或其他任何角度，其特征在于可變數(shù)量的熱太陽能接收器，其由具有太陽能跟蹤系統(tǒng)的橢圓形的外部透明的管子(2)組成，太陽能跟蹤系統(tǒng)包括微處理器(9)和光感應(yīng)電池(6)，以便使接收器保持在與太陽垂直的位置；在每個末端由緩沖墊(13)、帶有安全閥(h)的蓋(8)支撐；全部固定到包含技術(shù)設(shè)備的支撐柱；具有內(nèi)部的“選擇表面”的涂層的的葉片(5)，其收集熱能；焊接到傳送通過接觸固定管子(3)的能量的管子(4)，傳送流體在固定管子(3)內(nèi)流動，并通過絕緣管(14)把能量帶出支撐柱(B)；可變數(shù)量的光電太陽能接收器，其由具有太陽能跟蹤系統(tǒng)的橢圓形的外部透明的管子(2)組成，太陽能跟蹤系統(tǒng)由微處理器(9)和光感應(yīng)電池(6)控制，以便使接收器保持與太陽垂直；在每個末端由緩沖墊(13)、蓋(8)支撐；固定到支撐柱(B)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式多功能太陽能裝置，其中所述支撐柱(B) 包含支撐接收器的緩沖墊(13)、用于電子控制的微處理器(9)、用于觸發(fā) 連桿的伺服電機(jī)(11)和處于接收器與其他元件之間的管子或線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式多功能太陽能裝置，其中所述熱接收 器和光電接收器的特征在于包含橢圓形或其他幾何形狀的管子(2 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式多功能太陽能裝置，其中所述光電接 收器的特征在于具有無需管子(2)的安裝的靈活性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式多功能太陽能裝置，其中所述熱接收 器的特征在于在每個露出側(cè)上包含多功能葉片(7),以便提供附帶的太陽 遮光+反和/或瓦面功能。
全文摘要
模塊式多功能太陽能裝置是一種可再生能源領(lǐng)域的創(chuàng)新設(shè)計。圖2中示出了該系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)通過使用輕量的旋轉(zhuǎn)的熱或二價的光電太陽能接收器(A)從太陽光收集能量，接收器夾在容納技術(shù)設(shè)備的支撐柱(B)之間。由于其模塊式原理，該裝置能夠一個簡單的改進(jìn)的裝置可安裝在暴露在太陽下的位置，其角度可以與太陽光成負(fù)角至90°；由微處理器控制的太陽能跟蹤系統(tǒng)，其具有可選擇固定或可手動調(diào)節(jié)的框架。這些特征解決了與太陽能接收器有關(guān)的傳統(tǒng)問題，其包括固定的位置，其被限制在特定的角度，或垂直布置，這兩種以能量回收的方式是不充分的；大尺寸和大重量的收集器，其需要笨重的支撐裝置；以及浪費空間。
文檔編號F24J2/52GK101360958SQ200780001623
公開日2009年2月4日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者阿米爾卡路易斯·熱羅尼莫洛佩斯 申請人:阿米爾卡路易斯·熱羅尼莫洛佩斯