[实用新型]一种太阳能发电及集热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能发电和制备生活热水的装置，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的绿色能源。其开发利用是解决常规能源（特别是化石能源）短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径之一。目前，人类虽然已经采用了多种方式对太阳能加以利用，但这些方式大都是单纯的太阳能发电或太阳能热水，缺乏综合利用太阳能的家庭应用方法。如太阳能热水器虽在家庭中得到一定的程度的使用，但仅作为一个独立的部分实施。这样不仅会降低设备的利用率，造成重复投资，而且不利于提高能源的转化率。例如光伏发电设备的光电转化率一般都在8%—15%左右，而目前应用较多的太阳能槽式、塔式光热发电，其光电转化率只有10%左右，造成了能源的巨大浪费。

此外，光伏发电设备的生产过程本身是一个高污染、高排放、高耗能的过程，成本回收周期较长；太阳能光热发电设备的建设规模大，费用高，不适合家庭使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术之弊端，提供一种太阳能发电及集热装置，以提高设备的利用率和太阳能的转化率，避免重复投资和资源浪费。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种太阳能发电及集热装置，构成中包括聚光镜、斯特林发动机、发电机、螺旋金属管和保温储水箱，所述聚光镜、斯特林发动机和发电机通过支撑板连接后再通过立柱连接在底座上，斯特林发动机的热腔位于聚光镜的焦点附近，设置在发电机转子中心轴两端的曲柄相位相差90°，且分别通过连杆与斯特林发动机冷腔内的动力活塞和热腔内的配气活塞连接，所述螺旋金属管环绕并焊接在冷腔外部，其两端管道分别通过保温储水箱底部的冷水电磁阀和热水电磁阀与保温储水箱连通。

上述太阳能发电及集热装置，所述聚光镜包括抛物面主反射镜和副反射镜，所述抛物面主反射镜通过支撑板与斯特林发动机和发电机固定在一起，所述副反射镜通过支架固定在抛物面主反射镜的焦点附近并将抛物面主反射镜聚集的太阳光进一步聚集并反射到斯特林发动机的热腔底部。

上述太阳能发电及集热装置，所述保温储水箱的下部设置有上水电磁阀、手动放水阀和泄压电磁阀，保温储水箱通过上水电磁阀与水源连接并通过手动放水阀向外供应生活热水，所述泄压电磁阀的一端接在螺旋金属管与热水电磁阀之间的管路上，另一端与大气相通。

上述太阳能发电及集热装置，所述保温储水箱的上部设置有通气口，内部设置有水温传感器和水位传感器，所述水温传感器安装在保温储水箱内壁的下部，所述水位传感器安装在保温储水箱内壁的上部。

上述太阳能发电及集热装置，构成中还包括太阳光自动跟踪装置，所述太阳光自动跟踪装置包括聚光镜水平转角控制装置和聚光镜仰角控制装置，所述聚光镜水平转角控制装置安装在立柱与底座之间，所述聚光镜仰角控制装置安装在立柱与支撑板之间。

上述太阳能发电及集热装置，构成中还包括蓄电池、直流变换器和启动继电器，所述直流变换器的输入端经启动继电器的常闭触点接发电机的输出端，其输出端给蓄电池充电，所述蓄电池的正极和负极分别经启动继电器的两个常开触点与发电机的正极和负极连接，启动继电器控制发电机的工作状态。

上述太阳能发电及集热装置，所述斯特林发动机的热腔的外部包覆有耐高温保温层。

本实用新型将太阳能发电系统和热水制备系统有机结合在一起，既能利用太阳能发电，又可制备生活热水，提高了设备的利用率。同时由于热水制备系统增加了斯特林发动机热腔与冷腔之间的温度差，还使得发电系统的光电转换率大幅提高，从而避免了资源的浪费。

本装置利用聚光镜直接加热斯特林发动机的热腔，再利用斯特林发动机驱动发电机的转子运转，发电机转子同时也充当斯特林发动机的惯性飞轮，由于省去了中间传递机构，因此本实用新型能够获得较高的光电转化效率。

太阳光自动跟踪装置可使聚光镜始终对准太阳，提高太阳能的接收率。

本装置具有结构简单，成本低廉，安装方便，便于推广等优点，特别适合家庭使用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的启动电路原理图。