[发明专利]一种风光互补式石墨烯集热装置及其制备方法

权利要求书

1.一种风光互补式石墨烯集热装置，包括：真空集热管、太阳能电池背板、风力发电机、蓄电池、逆变器、温度传感器、控制电路、保温水箱、支架，所述真空集热管由一端开口另一端封闭的外玻璃管、内玻璃管和保温性橡胶塞子构成，所述内玻璃管经过位于所述外玻璃管开口端的所述橡胶塞子套装于所述外玻璃管中，所述内玻璃管和所述外玻璃管之间为真空，所述真空集热管的开口端与所述保温水箱相互联通，而且在所述保温水箱中设置有所述温度传感器，所述支架支撑着所述真空集热管、所述保温水箱和所述太阳能电池背板等，其特征在于，

在所述内玻璃管外表面上设有第一条状金属箔电极和第二条状金属箔电极，其一端分别与在所述保温橡胶塞子上的两个外接电极连接，另一端在所述内玻璃管外侧表面上轴对称地延伸到所述内玻璃管上的相对面的一端或者分别在所述内玻璃管两端的外侧表面上围绕一圈；

在所述内玻璃管外表面上还涂有一层兼备电加热功能和光热转换功能的石墨烯加热膜，膜厚为1～20μm，并且覆盖于所述第一条状金属箔电极和所述第二条状金属箔电极外表面上。

2.如权利要求1所述的风光互补式石墨烯集热装置，其特征在于，在所述控制电路的控制下，当所述保温水箱内部温度低于设定温度时，上述外接电极经所述逆变器与所述蓄电池电连接，或者直接与所述太阳能电池背板和所述风力发电机电连接，并且对集热管进行电加热；

而所述保温水箱内部温度高于设定温度时，所述外接电极与上述蓄电池、所述太阳能电池背板和所述风力发电机断开电连接，而且所述太阳能电池背板和所述风力发电机对上述蓄电池进行充电储能。

3.一种引用权利要求1或2的风光互补式石墨烯集热装置的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在水或有机溶剂中配制浓度为1～20mg/ml的PVP溶液，加入十二烷基苯磺酸钠，使得其浓度达到2～6mg/ml，再加入蠕虫膨胀石墨粉超声2～5h得到浓度为5～20mg/ml的石墨烯浆料，然后，再加入填加剂搅拌0.5～1h，获得均匀分散的石墨烯涂料，其中，所述填加剂为金纳米颗粒、银纳米颗粒、三氧化四铁、二氧化锰、氧化铜、导电炭黑、碳纳米管中的任意一种或几种；

(2)采用金属箔胶带，在所述内玻璃管外表面上布好所述第一条状金属箔电极和所述第二条状金属箔电极；

(3)采用上述步骤(1)中制备的所述石墨烯涂料，在所述内玻璃管外表面和已布好的所述第一条状金属箔电极和所述第二条状金属箔电极外表面上形成一层石墨烯加热膜，等它自然晾干之后，将所述第一条状金属箔电极和所述第二条状金属箔电极的一端分别与所述保温橡胶塞子上的所述两个外接电极焊接，并且抽真空封装，获得所述风光互补式石墨烯太阳能集热装置的所述真空集热管；

(4)在所述支架上安装所述太阳能电池背板，然后，将所述真空集热管并排安装于所述太阳能电池背板上面的空格处，使得所述真空集热管的开口端与其上面的所述保温水箱相互联通；

(5)最后，安装电路就可以得到所述风光互补式石墨烯集热装置。

4.如权利要求3所述的风光互补式石墨烯集热装置的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂是乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、NMP、DMF、乙二醇、二甲基乙酰胺之中的任意一种或几种。

5.如权利要求3所述的风光互补式石墨烯集热装置的制备方法，其特征在于：所述填加剂与石墨烯的重量比为1～2∶5。

6.如权利要求1所述的风光互补式石墨烯集热装置，其特征在于：所述第一条状金属箔电极和所述第二条状金属箔电极是由银、铜、铝中的任意一种或几种组成的。

7.如权利要求1或2所述的风光互补式石墨烯集热装置，其特征在于：所述控制电路与所述保温水箱中的所述温度传感器及电源连接，而且能够自动控制所述风光互补式石墨烯太阳能集热装置的蓄电和储热。