[发明专利]家用太阳能综合利用系统

说明书

家用太阳能综合利用系统属于新能源工程领域。

背景技术：现有的太阳能直接利用主要是热利用和太阳能发电。在太阳能热利用方面太阳能热水器是现在应用最广泛的太阳能热利用装置，特别是真空玻璃管太阳能热水器，热利用效率高，寿命长，冬夏可用，成本较低，因为有以上突出的优点，真空管太阳能热水器在现有太阳能热水器中占有最主要的地位。但是真空管太阳能热水器大部分时间只能产生洗澡、洗衣服、涮洗等低品位的热水，较少时间能够产生饮用开水；太阳灶也是现有直接利用太阳热能最有效的方式之一，用它产生烧开水、做饭等高品位热能，太阳灶分为自动跟踪和手动跟踪两种，自动跟踪的可以全天对准太阳，但是人们用太阳灶烧开水和做饭的时间较短，它的能力没有充分发挥因而使用太阳灶的成本较高；太阳能发电是利用太阳能的另一个主要方面，主要分为热发电和光复发电；现在的太阳能光复发电装置是把太阳电池制成电池板，根据需要制成大小不等的阵列。

在广大农村牧区和城市边缘地带，太阳灶是大有用途的，它可以解决居民一部分烧开水和做饭炒菜用能，但是它难以解决洗澡、洗衣服、涮洗等低温热水的供给，也解决不了取暖和制冷的问题，更解决不了用电问题；太阳能热水器只能供给热水，又解决不了炊事等高温用能；太阳能光复发电又难以解决供给热水和炊事用能等。

发明内容：本发明就是为了解决以上问题，提供一种既能供给日常生活用的低温热水，又能炒菜、做饭、烧开水，又能取暖制冷，又能发电的小型家用太阳能利用系统。

实现本发明的技术方案是：首先制造一种较大采光面积的点聚焦太阳能反射聚光器，以偏聚焦的为宜(因为要用它当做太阳灶以便于炊事操作)，它的面积一般要在三平方米以上到五、六平方米之间，当然为了发电和制冷更大一些也可以，至少要相当于较大的太阳灶能够满足一般三口之家很快的做熟一顿饭，它必须设置自动跟踪系统自动跟踪太阳，以实现全天采集太阳能。

在房顶或者适当高度设置一个储热水箱，这个储热水箱可以是球型也可以是圆柱形或者方形、长方形。从储热水箱引出管道通到居室供人们用热水，该管道也和现在的真空管太阳能热水器的管道一样设置有保温隔热层防止散热和冬季冻坏，从储热水箱再引出管道连通可以放置在太阳能反射聚光器焦点处的聚光吸收器，这个吸收器吸热部分应当涂有选择性吸收涂层，需要的话这个吸收器可以安置太阳能电池组进行光复发电。进行光复发电的应当是适应高倍聚光的高效的太阳能电池组，安置在圆形聚光吸收器的底部，其形状和吸收器底部的形状相同，覆盖并严密牢固粘接在聚光吸收器的底部和聚光吸收器形成一个牢固的整体。它和聚光吸收器的金属壳体之间的所有材料应当是耐较高温度且传热性好的材料，它的基质和导线外面的绝缘材料应当是耐较高温度且有好的热传导性能。过去人们设想过聚光太阳能电池发电，实践证明低倍聚光如线聚焦的可以，点聚焦的属于高倍聚光一般材料受高热不能正常工作。吸收器的内部是水，它和上边的取暖制冷和储热水箱相连通，这就制成了太阳电池发电系统和热水生产系统。

如果不需要发电，则不设置太阳电池发电系统。不管是否设置太阳能电池发电装置，其吸收器和储热水箱及取暖制冷装置之间都要设置管道连通形成循环，管道的外面都应当设置保温隔热层以减少散热和防止冬季冻坏。

这个系统是由点聚焦的太阳能反射聚光器聚光给设置在焦点的阳光聚光吸收器，因为这个吸收器的下部是太阳能电池发电装置，阳光聚集在焦点首先被太阳电池吸收进行发电，余下没有转化成电能的热能加热聚光吸收器内部的水，水被加热后通过管道上升到储热水箱或者取暖制冷装置形成热水生产利用系统；所发出的电可以直接利用，也可以通过蓄电池贮存备需要时使用。在发电的同时也加热了内部的水，热水循环向上到取暖制冷系统和储热水箱，冷水又不断沉降到吸收器被加热，这样吸收器底部的太阳电池组又被降温，太阳电池总是在较低温度的情况下工作因而能保持最佳或者适应的工作状况。这样不仅发出了电力也利用余热产生了热水，而且在产生热水的同时又给太阳电池降温，这就制成了一个点聚焦的太阳能热能生产利用系统和小型家用太阳能光复电站。

如果不进行太阳电池发电聚光吸收器的底部就不安装太阳电池，聚集的太阳光直接加热聚光吸收器也就是加热吸收器的内容水，和安装在上边的储热水箱连接就成为点聚焦集热的太阳能热水器；如果通过管道通到设置的散热装置给居室取暖就成为太阳能暖气；安装制冷装置制冷成为太阳能制冷机；或者安装太阳能空调机，这就仅是太阳能热利用系统而不是又发电又利用热能的系统。

利用这个点聚焦的太阳能集热器做饭和烧开水可以解决居民的炊事用能，所以他也是一个大太阳灶。