專利名稱：耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽能發(fā)電的方法。
背景技術(shù)：
180多年前，溫差電偶發(fā)電現(xiàn)象就已被發(fā)現(xiàn)，但其一直沒被利用以發(fā)電為主，是因為當(dāng)時材料的優(yōu)值系數(shù)太低所致?，F(xiàn)在的優(yōu)值系數(shù)已經(jīng)達到3.5*10-3/K。因此溫差電偶現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于電子制冷產(chǎn)品上。并且由于半導(dǎo)體材料的快速發(fā)展，現(xiàn)在溫差電偶材料的熱效率已達到10％，并且不斷在提高。本發(fā)明利用耦合太陽能來維持溫差電偶芯片兩端的溫度差，使溫差電偶發(fā)電真正發(fā)揮作用，從而解決世界能源短缺的難題。

發(fā)明內(nèi)容
耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由溫差電偶發(fā)電芯片、電偶兩端的集熱器和集冷器、維持集熱器端高溫度的“熱源”和維持集冷器端低溫度的“冷源”所組成。
利用溫差電偶發(fā)電芯片的特性，只要在溫差電偶芯片的兩端有溫差就有電能產(chǎn)生。在夏季，用地下水作溫差電偶芯片吸冷端的冷源；用地面環(huán)境溫度的熱空氣做溫差電偶芯片吸熱端的熱源；該環(huán)境應(yīng)采取措施最大限度地加大與地下水之間的溫度之差和溫度的利用效率。此時一部分太陽能通過溫差電偶芯片轉(zhuǎn)換成電能對外做功，另一部分通過溫差電芯片傳遞給了吸冷端的地下水，該水因吸收了大量的熱能而使水溫升高，在把該水通過回灌井循環(huán)儲存到地下。在冬季，把夏季循環(huán)儲存到地下的水用泵提到地面作溫差電偶芯片吸熱端的熱源，把通風(fēng)遮陽環(huán)境的冷空氣作吸冷端的冷源。地下水中的熱能一部分通過溫差電偶芯片轉(zhuǎn)換成電能對外做功，另一部分通過溫差電偶芯片傳遞給了吸冷端的環(huán)境空氣。這就是太陽能通過環(huán)境溫度與地下水溫度耦合發(fā)電的原理。
由于在特定地區(qū)和特定深度的地下水，其溫度無論冬夏幾乎是恒定的，而該地區(qū)的地面環(huán)境氣溫是變化的，如果根據(jù)實際溫度需要而選擇是否利用太陽能提高(或降低)環(huán)境溫度，那么地下水的溫度與地面采取措施的環(huán)境溫度之差是永遠存在的。因此本發(fā)明不受季節(jié)和日夜的影響，任何時候都能發(fā)電。
本發(fā)明的優(yōu)點是利用容易采集到的太陽能(如蓄熱太陽能溫室)和大量易得的地下水中的熱能直接轉(zhuǎn)變成電能。
本發(fā)明的優(yōu)點是以耦合溫度能量為能源，一經(jīng)啟動就只須太陽能工作，零污染排放；無傳動部件，使用壽命長；易維護并能產(chǎn)生低成本的電能。


附圖1、耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)剖面示意圖附圖2、帶有保溫層的溫差發(fā)電機5剖面示意圖附圖3、發(fā)電自動控制原理圖具體實施方式
由附圖1所示，地下水由提水井1提出，經(jīng)保溫水管2送入屋頂太陽能蓄熱溫室3(或通風(fēng)遮陽室4)，并進入溫差發(fā)電機5(見圖2)中，該水流過集冷器(或集熱器)6，把低(高)于地面環(huán)境溫度的地下水的溫度傳遞給溫差電偶芯片7的吸冷端(或吸熱端)；同時，由于吸熱器(或吸冷器)8已經(jīng)把環(huán)境的溫度傳遞給溫差電偶吸熱端(或吸冷端)，所以，此時溫差電偶芯片兩端的溫度差就是地下水的溫度與環(huán)境溫度之差。根據(jù)溫差電偶的特性，溫差電偶芯片就產(chǎn)生電能而做功。該地下水由于接收了大量的地面環(huán)境溫度的熱能而升高了溫度(該地下水由于做功以及傳遞溫度等損失了熱能而降低溫度)。為了有效地保護水資源，以及充分利用該水與地下水面之間的勢能，把該水再經(jīng)過回灌井中的獨立發(fā)電機9發(fā)電之后流回到回灌井10中。在這個過程中，由于環(huán)境的溫度是變化的，冷源與熱源需交換使用，所以它發(fā)出的電壓是變化的，電流方向也是變化的。因此，(見附圖3)我們用一個電壓自動控制器11和電流方向自動控制器12，控制成適合儲存到蓄電池13和輸送給組合式三相逆變器14的電能。通過逆變器輸出的就是我們正常使用的三相交流電。
權(quán)利要求
1.耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，是由半導(dǎo)體溫差電偶發(fā)電芯片、集熱器、集冷器、提水井、回灌井中獨立發(fā)電機、自動控制器、保溫輸水管道、溫差發(fā)電機和改善環(huán)境溫度措施所組成。其特征是利用地下水溫度與地面環(huán)境溫度之差為溫差電偶發(fā)電芯片提供發(fā)電的條件；用地面環(huán)境中巨大的太陽能與充分地下水所儲存的巨大能量為溫差電偶發(fā)電芯片提供發(fā)電的能量源泉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的溫差發(fā)電機，其特征是以地下水為能源的集熱器(或集冷器)，在保溫的密閉循環(huán)容器里的地下水中與地面環(huán)境的溫度形成溫差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的改善環(huán)境溫度措施，其特征是利用太陽能提高環(huán)境空氣(液體)溫度。利用遮陽通風(fēng)降低環(huán)境空氣(利用太陽能降低熔點的液體)溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)中回灌井中獨立發(fā)電機，其特征是充分利用大量回灌水的勢能而專門設(shè)計的發(fā)電機。
全文摘要
耦合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，是充分利用了1.溫差電偶發(fā)電的特性。2.地下水的溫度與地面大氣的溫度存在溫差。3.每平方米光垂面可獲得約1KW太陽能。4.豐富的地下水儲存巨大能量。在夏季用太陽能維持溫差電偶吸熱端較高的溫度，用地下水維持溫差電偶吸冷端較低的溫度。一部分太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軐ν庾龉?，另一部分太陽能被儲存到地下水中。在冬季用地下水中儲存的巨大能量維持溫差電偶吸熱端較高的溫度。用地面較低溫度的空氣維持溫差電偶吸冷端較低的溫度，一部分地下水中的能量被轉(zhuǎn)變成電能，另一部分能量被重新轉(zhuǎn)移到地面大氣中。
文檔編號F03G6/00GK1952389SQ20051001044
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者李尚明, 李尚宏 申請人:李尚宏