[发明专利]太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器。

背景技术

随着现代工业和社会的发展，人类社会对于资源和能源的依赖日益加 强。而众所周知，地球上的资源和能源是有限的，所以在各种经济、政治、 科学研究活动中，资源和能源的问题成了首要问题。而由于部分资源可以通 过一些人为的过程加以回收再利用。因此，能源的问题更为突出。太阳能是 人类可以利用的最丰富的能源，也是最廉价的，最洁净的，最有发展前途的 能源。太阳能电池和太阳能集热器是直接利用和吸收太阳能的主要方式。与 太阳能电池相比较，太阳能集热器的效率较高，远高于其它太阳能利用的方 式。但目前太阳能集热器由于受结构和材料等方面的因素局限，应用范围和 领域还比较窄。

现在广泛应用的太阳能集热器分为太阳能管式集热器(请参见真空管太 阳能家用热水器及其东西向和南北向放置的比较,太阳能学报,吴家庆等, vol9,p396-405(1988))和太阳能板式集热器两种。请参阅图1，为现有技术中 太阳能管式集热器300，包含一放置在地面上的座体30、一装设在该座体30 一侧的储水桶32、以及连接所述座体30另一侧与所述储水桶32之间的真空吸 热管34。当该真空吸热管34接收到太阳能后，利用冷水比热水比重大的原理， 而产生冷水下流、热水上升现象，进而使所述真空吸热管34内的液体达到自 然对流循环加热，具有良好的保温性。然而，当太阳光照射到所述真空吸热 管34时，会因该真空吸热管34的圆管曲线，而将光能反射到其他地方，造成 有效集热面积变小、导热效率不佳。而且，所述真空吸热管34的内侧会生成 水垢，所以需要定期清洁、保养，以维持良好的热传导效率，不但费时而且 费力。

太阳能板式集热器的出现克服了所述太阳能管式集热器300中出现的问 题。请参阅图2，现有技术中的太阳能板式集热器500包含一上基板50、一下 基板52、边框支架56和多个支撑物58。其中，所述上基板50为一透光基板， 下基板52为一吸热板，由铜、铝合金（要求防锈铝）、不锈钢、锌等材料制成。 所述上基板50和下基板52构成一空腔60，该空腔60的两侧设有边框支架56。 所述上基板50和下基板52之间设置有多个支撑物58。

然而，所述下基板52的制备过程，需要在较高的真空绝热环境下进行， 并要加热到较高的温度，生产工艺复杂。因此，使得下基板52的制备过程中 的成本较高，从而相应地使得所述太阳能板式集热器500的成本较高，不适于 大面积普及推广应用，而且所述太阳能板式集热器500对太阳能的转化效率较 低。

因此，确有必要提供一种太阳能集热器，所得到的太阳能集热器对太阳 能具有较高的转化效率，且制备过程中的成本较低、适于大面积普及推广应 用。

发明内容

一种太阳能集热器包括一上基板、一下基板、一吸热层、一边框支架和 多个支撑物。所述上基板和所述下基板相对设置。所述边框支架设置于所述 上基板和下基板之间。所述上基板、下基板及边框支架共同构成一空腔。所 述吸热层设置于所述下基板位于所述空腔内的上表面。所述多个支撑物间隔 地设置于所述空腔内，并分别与所述上基板和下基板相接触。所述吸热层为 一碳纳米管结构，且该碳纳米管结构采用至少一有序碳纳米管薄膜，该有序 碳纳米管薄膜由碳纳米管组成。

与现有技术相比较，所述太阳能集热器具有以下优点：其一，由于碳纳 米管具有良好的吸热性，故，采用碳纳米管结构作吸热层，可提高太阳能集 热器对太阳能的能量转化效率，对太阳能吸收均匀。其二，由于碳纳米管结 构的制备过程中的成本较低，故，采用碳纳米管结构作吸热层，适于大面积 普及推广应用。

附图说明

图1是现有技术中的太阳能管式集热器的结构示意图。

图2是现有技术中的太阳能板式集热器的结构示意图。

图3是本技术方案实施例的太阳能集热器的侧视结构示意图。

图4是本技术方案实施例的太阳能集热器的俯视结构示意图。

图5是是图3中的部分有序碳纳米管层III的放大示意图。

图6是本技术方案实施例的太阳能集热器中吸热层对太阳光的吸收率随 吸热层厚度的变化图。

图7是本技术方案实施例的太阳能集热器中吸热层对太阳光的透射谱和 反射谱。

图8是本技术方案实施例的太阳能集热器中吸热层对太阳光的吸收谱。