[发明专利]能量转换和收集的系统及方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及能量转换，尤其涉及一种能够以高效、经济、安全并环保的方式转换和收集能量的系统及方法。

背景技术

混合系统，例如混合式集热器是用于产生热能和电能的。如何将热量或热能吸收器与太阳能电池板以热传导方式连接是困扰混合动力系统的主要问题。产生该问题的原因在于所使用的材料具有不同的热膨胀系数。一般情况下，太阳能电池组件被玻璃板覆盖。由于玻璃板比太阳能电池厚很多，所以玻璃板决定了太阳能电池板的膨胀情况。太阳能电池组件的密封剂和后板均由塑料制成，因此在热膨胀下不会产生较大的力。

为了有一个良好的热交换，吸热板通常由金属（例如铝）制成，因为金属拥有良好的热传导系数。另一方面，金属的热膨胀数比玻璃的热膨胀系数要高。如果硬要将这两层通过粘接或者层压连接在一起，当系统加热时会产生应力。由于应力会在光伏组件的叠层内部施加剪切应力，这将缩短混合集热器的寿命。应力还会使光伏组件产生变形，从而引起不希望有的力作用在配件和太阳能电池上。

鉴于以往的混合系统存在的缺陷，有必要通过改进装置来克服传统方式中固有的缺陷，从而能够以高效、坚固、经济、安全并环保的方式转换和收集能量。

发明内容

鉴于上述现有技术固有的缺陷，本发明的主要目的是提供一种既方便又实用的改进，这种改进既包括了现有技术的优点又能克服现有技术的不足。

一方面，本发明提供改进装置以克服传统方法（用热传导方式将热吸收器与太阳能电池板连接）固有的缺陷，改进装置通过一种高效、可靠、经济、安全并环保的方式将吸热板压制到太阳能电池组件的背部建立起一个良好的热接触，不需要通过粘接或者层压来组合吸热板与太阳能电池组件的背部全部表面的显著部分。太阳能电池组件可以是任何适合将太阳辐射转化为电能的设备。当太阳能模板没有足够的刚性或者足够的耐水性，是不能适用的，并且只能和与本发明相关的部分组合使用。

本发明的另一个方面是热吸收器的热连接是通过吸热板滑过太阳能电池板时所保持压力来实现。这可以实现恒定的热传导，同时防止由于系统变形（风荷载）或者热膨胀而在系统形成的应力。

此外，本发明提供一种能量转换和收集系统。这个系统包括：至少一个能量转换部件，和至少一个与能量转换部件相邻的热吸收部件。能量转换部件和热吸收部件直接连接或者通过密封部件连接，例如在热吸收部件的附近形成气密腔，当气密腔腔体处于负压状态时，弹性的密封部件可以通过变形使热吸收部件和转换部件仍然紧贴在一起。

此外，本发明提供一种能量转换和收集的系统。这个系统包括：至少一个能量转换部件，和至少一个与能量转换部件相邻的热吸收部件。将能量转换部件和热吸收部件按压在一起的力，分散在能量转换部件和吸热器部件的接触表面的最大部分上。

另一方面，本发明提供一种用于能量转换和收集的方法。该方法包括如下步骤：安装一个可以产生和运输能量的系统；在气密腔中创造一个负压；至少维持气密腔内的负压和充静电之其一。每当负压处于所需范围之外时或者固定间隔时间，通过持续地或者间歇地将气体或者液体介质从气密腔中移除或补充，可以实现至少维持负压和充静电之其一。

如上所述，以及本发明的其他目的和本发明的各种显著特征均在权利要求的特征中指出，并构成本公开的一部分。参照附图及其说明以及本发明的实施例可以更好地理解本发明，理解本发明的操作优点和它使用的特定目标。

附图说明

为了更好地理解本发明的性质，参照附图并做如下详细说明：

图1至5示出了本发明的一个典型实施例所述的能量转换和收集系统。

图6示出了本发明的一个典型实施例所述的能量转换部件的电连接。

图7示出了本发明的一个典型实施例所述的疏散管。

图8示出了本发明的一个典型实施例所述的用于在气密腔产生和维持负压的分隔室。

图9示出了本发明的一个典型实施例所述的双重密封件的用途。

图10示出了本发明的一个典型实施例所述的密封部件替代解决方案。

图11示出了本发明的一个典型实施例所述的密封部件替代解决方案中的框架，它安装在能量转换部件上。

图12示出了本发明的一个实施例所述的用于引导冷却液的两个板块。

图13A和13B示出了本发明的一个典型实施例所述的分布式弹性接头。

图14示出了本发明的一个典型实施例所述的能量转换部件中的示例的充电部件。