CN202484862U - 透镜式太阳能热电路灯 - Google Patents

Abstract

一种透镜式太阳能热电路灯，由菲涅尔透镜、聚光板、热电器、散热器、蓄电器、控制器、路灯、支柱和充电器构成，其特征是聚光板和热电器安装在菲涅尔透镜的光学聚焦点上，利用太阳光聚焦热量进行热发电点亮路灯和充电。该透镜式太阳能热电路灯不需机械构件独立发电照明，结构简单，运行稳定，可靠，无噪声，工作效率高，投资成本低。

Description

透镜式太阳能热电路灯

技术领域

本发明涉及一种照明路灯，具体讲是一种高效环保透镜式太阳能热电路灯 

背景技术

太阳的辐射功率达3.8X10²³kw，其中约1.08X10¹⁴kw辐射到地球表面，即使光电转换效率仅为万分之一，也能达到全世界总发电容量的近4.6倍。据计算太阳在一月之内辐射到地球上的能量可抵地球上包括石化燃料、原子能等在内的所有不可再生能源储量的10倍之多，太阳能是取之不尽用之不竭的能源。我国是太阳能资源相当丰富的国家，国土面积2/3地区日照射数大于2300h，单位面积太阳能年辐射总量高于5016MJ/m²，因此用太能发电对我国乃至全人类持续发展意义重大，被誉为未来最理想的发电方式。 

随着世界能源危机加剧和环境污染压力增加，各国都在寻求解决能源危机的办法。太阳能作为地球上最直接，最普遍，最清洁的巨量可再生能源，在国内外的应用中越来越得到重视。路灯是太阳能应用发展比较迅速的一个行业，目前安装和使用的太阳能光伏路灯，规模在逐年增加，太阳能路灯在未来的市场量将占有很高的地位。但是太阳能光伏发电路灯在技术和安装方面存在很多问题，例如，太阳电池板方位问题，维护问题，蓄电池寿命问题，控制面板问题，造价贵问题，效率低，衰减问题等。特别是光伏太阳能从制造源头上存在严重的环境污染，光伏发电综合价格是电灯的8000倍；按物化能源构 成理论，8美元1峰瓦的硅电池产生的电仅值1美元。光伏与市电结合，逆变器存在着谐波与电网严重不同步，或“孤岛”效应或逆变器的故障常常造成电网的短路，而且从技术上讲，逆变器的损失严重，造成光伏发电价格十分昂贵，“国家补贴”的结果只会引发电表的假转，事实上光伏发电总体是没有使用价值的高耗能污染产品。 

发明内容：

为解决光伏发电存在的弊端及光伏路灯存在的问题，特发明高效、环保、长寿命、附加值高的透镜式太阳能光热路灯。 

透镜式太阳能热电路灯是利用菲涅尔透镜对太阳光聚焦发热和热电转换原理而设计的新型热电路灯，它由菲涅尔透镜、聚光板、热电器、散热器、蓄电器、控制器、路灯、支柱和充电器构成。其特征是，聚光板和热电器安装在菲涅尔透镜的光学聚光焦点上，聚光板紧贴热电器的集热面，散热器紧贴热电器的冷面，与菲涅尔透镜光轴平行的入射光线经过菲涅尔透镜后，汇聚在聚光板上，聚光板将所集聚的热量传导至热电器的集热面，将热量快速均匀地传导给热电器，于是在热电器的两根引出线上就有电势产生。热电器的两根引出线与蓄电器连接，有阳光时，蓄电器充电，蓄电器通过控制器与路灯连接，夜间在控制器的自动控制下路灯点亮。同时控制器与路灯支柱下边的快速充电器连接，通过插卡式充电器给手机、电动车或电动汽车充电。 

所述的菲涅尔透镜是以点聚焦凸透镜，它是去掉对光轴平行线不起折射作用的柱体部分，以光轴为中心的若干同心棱镜环组成，其体积小，重量轻，厚度薄，透光性强，由光学树脂通过模压工艺制作，制作成本低。每个路灯至少装菲涅尔透镜1部，如果要加大蓄电量和充电量，可选功率大的菲涅尔透镜或者多个菲涅尔透镜组合使用。 

所述热电器是利用热电偶原理而制得的光热直接发电装置，它可以将热能迅速转换成电能，温度越高，系统的热电转换效率越高。热电器可以是热电模块热电转换器，或者热离子热电转化器，碱金属热电转换器，热电模块与光伏电池结合在一起的发电器。 

由于菲涅尔透镜聚光能力强，聚光焦点温度很高，所述的热电器集热面上的聚光板为导热性很好的紫铜板或装有超导材料的超导板，它可以将焦点上的很高温迅速均匀的分布开并迅速传导给热电器集热面上，确保热电器正常发电温度。 

所述的热电器与聚光板、与散热器之间加有导热硅脂，以提高热电器与聚光板、与散热器之间导热性能，以保证热电器功效能量和散热器散热效果。 

所述的散热器为翅片散热器，或者与超导传热体结合在一体的超导翅片散热器，它可以将热电器工作时的热量，从热电器的冷面快速散掉。 

所述的蓄电器由快速充电器、锂离子充电电池、功率调节器构成。利用来自太阳能的电力给蓄电池充电，当蓄电池的余量下降时，还可以利用系统电源。 

所述的路灯为直流LED灯，或者电阻性发光灯。 

透镜式太阳能热电路灯不需机械构件独立发电照明，结构简单，运行稳定，可靠，无噪声，工作效率高，投资成本低，且具有方便的充电功能，不论在家庭或者公共场所，较光伏发电路灯均有较大的应用优势。 

附图说明

图1是本发明的循环系统原理示意图。 

图1中1、菲涅尔透镜  2、聚光板  3、热电器  4、散热器  5、蓄电器  6、控制器  7、路灯  8、支柱  9、支架  10、支架  11、充电器  12、热电器集热面  13、热电器冷面  14、引出线  15、插卡式充电器 

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步说明： 

一种透镜式太阳能热电路灯，由菲涅尔透镜1、聚光板2、热电器3、散热器4、蓄电器5、控制器6、路灯7、支柱8、充电器11和插卡式充电器15构成。其特征是，聚光板2和热电器3安装在菲涅尔透镜1的光学聚光焦点上，聚光板2紧贴热电器集热面12，散热器4紧贴热电器冷面13，与菲涅尔透镜光轴平行的入射光线经过菲涅尔透镜1后，汇聚在聚光板2上，聚光板2将所聚集的热量传导给热电器集热面12后，即刻将热量快速均匀地传导给热电器模块，于是在热电器3的两根引出线14上就有电势产生。热电器3的两根引出线与蓄电器5连接，有阳光时，蓄电器5充电，蓄电器5通过控制器6与路灯7连接，夜间在控制器6的自动控制下路灯7点亮。同时控制器6与路灯支柱8下边的插卡式快速充电器15连接，通过插卡式充电器给手机、电动车或电动汽车充电。 

所述的菲涅尔透镜1是以点聚焦凸透镜，它是去掉对光轴平行线不起折射作用的柱体部分，以光轴为中心的若干同心棱镜环组成，其体积小，重量轻，厚度薄，透光性强，由光学树脂通过模压工艺制作，制作成本低。每个路灯至少装菲涅尔透镜1部，如果要加大蓄电量和充电量，可以选功率大的菲涅尔透镜或者多个菲涅尔透镜组合使用。 

所述热电器3是利用热电偶原理而制得的光热直接发电装置， 它可以将热能迅速转换成电能，温度越高，系统的热电转换效率越高。热电器3可以是热电模块热电转换器，或者热离子热电转化器，或者碱金属热电转换器，或者热电模块与光伏电池结合在一起的发电器。 

由于菲涅尔透镜1聚光能力强，聚光焦点温度很高，所述的热电器集热面上的聚光板2为导热性很好的紫铜板或装有超导材料的超导板，它可以将焦点上的很高温迅速均匀的分布开并迅速传导给热电器集热面12上，确保热电器3正常发电温度。 

所述的热电器3与聚光板2、与散热器4之间加有导热硅脂，以提高热电器3与聚光板2、与散热器4之间导热性能，以保证热电器功效能量和散热器散热效果。 

所述的散热器4为翅片散热器，或者与超导传热体结合在一体的超导翅片散热器，它可以将热电器3工作时的热量，从热电器冷面13快速散掉。 

所述的蓄电器5由快速充电器11及锂离子充电电池、功率调节器构成，利用来自太阳能的电力给蓄电池充电，当蓄电池的余量下降时，还可以利用系统电源。 

所述的路灯7为直流LED灯，或者电阻性发光灯。 

Claims (8)

1.一种透镜式太阳能热电路灯，由菲涅尔透镜(1)、聚光板(2)、热电器(3)、散热器(4)、蓄电器(5)、控制器(6)、路灯(7)、支柱(8)、充电器(11)和插卡式充电器(15)构成，其特征是聚光板(2)和热电器(3)安装在菲涅尔透镜(1)的光学聚光焦点上，聚光板(2)紧贴热电器集热面(12)，散热器(4)紧贴热电器冷面(13)，入射光线经菲涅尔透镜(1)聚焦汇聚在聚光板(2)上，热电器(3)的两根引出线与蓄电器(5)连接，蓄电器(5)通过控制器(6)与路灯(7)和路灯支柱(8)下边的插卡式充电器(15)连接。

2.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述的菲涅尔透镜(1)是以去掉对光轴平行线不起折射作用的柱体部分的点聚焦凸透镜，由以光轴为中心的若干同心棱镜环组成，材料为光学树脂，模压成型，每个路灯至少装菲涅尔透镜1部。

3.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述热电器(3)是热电模块热电转换器，或者热离子热电转化器，或者碱金属热电转换器，或者热电模块与光伏电池结合在一起的发电器。

4.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述的热电器集热面上的聚光板(2)为导热性很好的紫铜板或装有超导材料的超导板。

5.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述的热电器(3)与聚光板(2)、与散热器(4)之间加有导热硅脂。

6.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所 述的散热器(4)为翅片散热器，或者与超导传热体结合在一体的超导翅片散热器。

7.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述的蓄电器(5)由快速充电器(11)及锂离子充电电池、功率调节器构成。

8.根据权利要求1所述的透镜式太阳能热电路灯，其特征是所述的路灯(7)为直流LED灯，或者直流电阻性发光灯。