一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置，其特征在于：在同一种系统装置中能够同时实现风能发电、光能发电、光热热水、水能喷淋洁净、光能催化净化的多种绿色能源复合集成利用形式；既能为分布式小型装置，也能以对应的模块结构及模块构件，经排列组合、串联并联、放大集成来构成为中型大型装置，能够广泛适合于城乡工业农业产业军事应用或者陆地、水面、海上舰船浮体平台设施应用，乃至成为阵列式工场式装置系统，能够形成风光热电储输及环境空气净化的集成一体化的绿色能源基地。在提高绿色能源的利用效率和保障效率同时，还能减少碳排放程度和环境空气污染程度，提高设备材料的时间和空间利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置
本专利技术涉及太阳能热水器制造
，具体为一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置。
技术介绍
太阳能热水器作为绿色能源之一，近些年得以大力普及，方便群众同时，更是节约了大量化石能源。但是太阳能热水器也有很大的局限性，例如利用绿色能源只是光热热水的单一形式，遇到天气阳光不好或者昼夜变化，就大大影响了热水的水温温度和使用条件，特别是北纬北方冬季，旧有太阳能热水器的水温条件往往不能满足日常使用或洗浴温度，有的还需外电加热等来补充增温，尤其是近年雾霾和沙尘天气较多，在太阳能热水器真空集热管或板表面附着杂质沙尘较多，由于没有自洁净措施，因而往往影响了阳光热水的集热效果。尽管目前的技术进步已使太阳能热水器由低温热水时代发展到了中温热能利用时代，但如何改进太阳能热水器的现有局限和技术不足，特别是提高绿色能源的综合利用方式、集成利用水平和高效利用效率，是涉及太阳能热水器
的重大攻关课题。
技术实现思路
本专利技术是对太阳能热水器现有技术的重大改进，涉及到一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置，针对太阳能热水器利用太阳能光热热水的单一能源方式，本专利技术采取了在同一种系统装置中同时实现风能发电、光能发电、光热热水、水能喷淋洁净、光能催化净化等的多种绿色能源复合集成利用形式，提高了绿色能源的利用效率和保障效率，在较高程度利用绿色能源同时，还能进一步减少碳排放程度和环境空气污染程度，提高设备材料的时间和空间利用效率。在利用风能发电的技术方案中，本专利技术是在现有太阳能热水器的三角型空间框架模块结构上，附加了安装有横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构或者直立式垂直轴风力发电模块化设备结构，并且采用了横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构时左右相互逆转、直立式垂直轴风力发电模块化设备结构时上下相互逆转的垂直轴顺时针转向风轮同垂直轴逆时针转向风轮及互逆转垂直轴发电主机的双组风轮或者多组合双组风轮的风能利用型式，横卧式垂直轴风电利用形式更适合系统装置坐北朝南安装方向时东南季风或西北季风气候特点突出的地区及风力条件，而直立式垂直轴风电利用形式则能够不受南北安装方向及季风风向限制，能够适应各纬度各地区各种风向风力条件。相互逆转双风轮方式能够在较低风速下达到较高额定风速的额定风电电压指标。而风轮翼型能够采用阻力型、升力型、升阻复合型等各种垂直轴风力翼型，其中包括C型、H型、S型、Φ型、螺旋型、椎体斜桨型、涡轮涡翅型等。在利用光能发电的技术方案中，本专利技术是将现有太阳能热水器的对地面纵向排布的真空集热管或板的排列框架模块结构，改进为对地面横向或者斜向排布，以使储水保温罐模块构件与真空集热管或板横向或斜向对接，斜向对接均取储水保温罐模块构件中间接口位置偏高，两侧真空集热管或板边框接口位置偏低的方式，以利集热对流的加强。或者使储水保温罐模块构件与两侧面真空集热管或板的对接形成一个朝向太阳的等边三角形斜面，在真空集热管或板的排列框架模块结构的真空集热管管同管(或板同板)间距的空隙间隔管的直径或板的厚度中间位置上，安置有条矩形太阳能电池板框架模块构件，这样真空集热管或板排列的横向或斜向排布，以及太阳能电池的横向斜向条矩形排布，特别是储水保温罐模块构件与两侧面的真空集热管或板以及太阳能电池板的对接形成的朝向太阳的等边三角形斜面，能够让太阳能电池在日照移动过程中始终同太阳的移动方向和辐射方向相对均衡相对同步，从而得到较高的太阳辐射程度，能够实现较高的光电转换效率；而同时由于太阳能电池的条矩形排布遮盖住了每列真空集热管或板的下半部，也有利于改进真空集热管或板的集热对流状况。或者在真空集热管或板的排列框架模块结构的真空集热管或板的背后底部适当间隔空间位置上，安置有平面形太阳能电池板框架模块构件，并在真空集热管或板排列的空隙间隔之间增设效果等同无影灯或多透镜的透明光学模块构件，该透明光学模块构件选自透明玻璃珠复合型材构件或透明多透镜多气泡复合型材构件，这样排布对比太阳能电池的条矩形排布，能够有利太阳能电池板的铺设面积增大和铺设方式改进，并让太阳光穿过真空集热管或板排列的空隙间隔的透明光学模块构件，利用散射折射漫射多透镜多聚焦无影化光学效果，辐射到增大了面积的平面形太阳能电池板框架模块构件上，同样让太阳能电池在日照移动过程中能够得到较高的太阳辐射程度，减少真空集热管或板的遮挡阴影并同时提高了光电产出能量。或者在储水保温罐模块构件的上部半圆形表面上，安置曲面柔性太阳能光电池框架模块构件或者平板硬性太阳能光电池框架模块构件；或者将储水保温罐模块构件的圆形外形，改进为内圆外方形式，以利平板硬性太阳能光电池框架模块构件的固定安装，都能够提高系统装置的光电发电能力；在所述的风能发电、光能发电技术方案中，本专利技术是将风能发电的三相交流电或直流电以及光能发电的直流电都通过风光互补逆变器来实现输入输出调变，并通过输入输入蓄电池、电容器等储能系统来进行风电光电的储能和负载输出，能够供给本系统装置的储水保温罐模块构件中的电加热器模块构件用电负载及其他各种民用及工业用途的用电负载，包括补充电网。在水能喷淋洁净的技术方案中，本专利技术是在现有太阳能热水器的储水保温罐模块构件的自来水等水源入水管处另外接出主要由喷淋水管及喷淋水阀喷淋活动喷头组成的喷淋模块结构，安置于高于真空集热管或板的排列框架模块结构及太阳能电池板框架模块构件的储水保温罐模块构件的顶部，依靠手动控制或电磁控制来开闭喷淋，以实现利用水能喷淋洁净真空集热管或板的排列框架模块结构及太阳能电池板框架模块构件的目的，或者在喷淋模块结构内增加加压类水泵类器件，以实现增压喷淋喷雾效果，这样在洁净真空集热管或板的排列框架模块结构及太阳能电池板框架模块构件的目的之外，还能够具有净化环境空气、降低雾霾沙尘附着、降低太阳能电池工作温度与屋顶楼顶及场地环境温度、以及冬季系统装置除雪化冰的附加效果。在光能催化净化的技术方案中，本专利技术是在本系统装置的向阳面结构器件的表面，特别是在真空集热管或板的排列框架模块结构、太阳能电池板框架模块构件及储水保温罐模块构件的向阳面表面，喷涂上一层复合氧化物透明自洁净光催化涂层，主要由纳米级氧化钛透明粉体、有机水性无色胶粘剂和锆铝双金属偶联剂组成，能够形成同基体固着强、不易附着粉尘和有机颗粒物的自洁净涂层，在维护真空集热管或板、太阳能电池板表面洁净及改进集热性能和光电性能同时，并对碳氮硫氧等空气有机物污染物具有光催化分解的长期净化效果。在其他的技术改进方案中，还涉及对于典型的太阳能热水器边框及三角支撑结构的改进，如将相对固定的45度或75度的边框及三角支撑结构，改进为可调变角度的边框及三角支撑结构，通过安装的角度调变定位轴及多个可伸长收缩可调节定位螺栓栓口的套接支撑横梁模块构件来实现角度及高度的变化，以适应不同纬度地区不同季节气候的太阳辐射角度调变要求。这样调变的结果，还能够形成多台套本系统装置同时安装时在纵向高度上的高低错落、互不阻挡的有序排列组合，能够形成屋顶和楼顶乃至平地和场地风能光能效能的提闻利用。对于本专利技术的中型或大型系统装置而言，由于涉及现有真空集热管的加工尺寸(现有最大规格三高真空管，长度仅2.1米，直径为70毫米)等限制，因此涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置，其特征在于：在同一种系统装置中能够同时实现风能发电、光能发电、光热热水、水能喷淋洁净、光能催化净化的多种绿色能源复合集成利用形式；提高绿色能源的利用效率和保障效率，在利用绿色能源同时，还能减少碳排放程度和环境空气污染程度，提高设备材料的时间和空间利用效率；所述的风能发电利用形式，是在系统装置边框及三角型空间支撑框架模块结构(5)顶部，安装有横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构或者直立式垂直轴风力发电模块化设备结构，并且采用了横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构时左右相互逆转、直立式垂直轴风力发电模块化设备结构时上下相互逆转的垂直轴顺时针转向风轮(1)同垂直轴逆时针转向风轮(3)及互逆转垂直轴发电主机(2)的双组风轮或者多组合双组风轮的风能利用型式，能够在较低风速下达到较高额定风速的额定风电电压指标；风轮翼型采用阻力型、升力型、升阻复合型各种垂直轴风力翼型；其中包括C型、H型、S型、Φ型、螺旋型、椎体斜桨型、涡轮涡翅型；所述的光能发电利用形式，是将光能热水的真空集热管或板的排列框架模块结构(6)，形成为对地面横向或者斜向排布；储水保温罐模块构件(7)形成为对地面纵向排布，以使储水保温罐模块构件与真空集热管或板横向或斜向对接，斜向对接均取储水保温罐模块构件中间接口位置偏高，两侧真空集热管或板边框接口位置偏低的方式，以利集热对流的加强；或者使储水保温罐模块构件与两侧面真空集热管或板的对接形成一个朝向太阳的等边三角形，在真空集热管或板的排列框架模块结构(6)的真空集热管或板的管同管或板同板的间距空隙间隔位置上，特别是在真空集热管的直径或真空集热板的厚度中间位置上，安置有条矩形太阳能电池板框架模块构件(8)，真空集热管或板的横向或斜向排布，太阳能电池的横向斜向条矩形排布，以及储水保温罐模块构件与两侧面的真空集热管或板、太阳能电池板的对接形成的朝向太阳的等边三角形斜面，能够让太阳能电池在日照移动过程中得到较高的太阳辐射程度，从而保证光电转换效率；同时由于太阳能电池的条矩形排布遮盖住了每列真空集热管或板的下半部，也有利于改进真空集热管或板的集热对流状况；或者在真空集热管或板的排列框架模块结构(6)的真空集热管或板排列的背后底部适当间隔距离空间位置上，安置有平面形太阳能电池板框架模块构件(8)，并在真空集热管或板排列的空隙间隔之间增设效果等同无影灯或多透镜的透明光学模块构件，该透明光学模块构件选自透明玻璃珠复合型材构件或透明多透镜多气泡复合型材构件，这样排布对比太阳能电池的条矩形排布，能够有利太阳能电池板的铺设面积增大和铺设方式改进，并让太阳光穿过真空集热管或板排列的空隙间隔的透明光学模块构件，利用散射折射漫射多透镜多聚焦无影化光学效果，辐射到增大了面积的平面形太阳能电池板框架模块构件(8)上，同样让太阳能电池在日照移动过程中能够得到较高的太阳辐射程度，减少真空集热管或板对太阳能电池的遮挡阴影并同时提高光电产出能量；或者在储水保温罐模块构件(7)的上部半圆形表面上，安置曲面柔性太阳能光电池框架模块构件(8)或者平板硬性太阳能光电池框架模块构件(8)；或者将储水保温罐模块构件(7)的圆形外形，改进为内圆外方形式，以利平板硬性太阳能光电池框架模块构件(8)的固定安装，以提高系统装置的光电发电能力；所述的风能发电、光能发电利用形式中，是将风能发电的三相交流电或直流电以及光能发电的直流电都通过风光互补逆变器系统来实现输入输出调变，并通过输入蓄电池、电容器储能系统来进行风电光电的储能和负载输出，能够供给本系统装置的储水保温罐模块构件中的电加热器模块构件用电负载及其他各种民用及工业用途的用电负载，包括补充电网；所述的水能喷淋洁净利用形式，是在储水保温罐模块构件(7)的自来水及水源入水管处另外接出主要由喷淋水管及喷淋水阀喷淋活动喷头组成的喷淋模块结构(4)，安置于高于真空集热管或板的排列框架模块结构(6)及太阳能电池板框架模块构件(8)的储水保温罐模块构件(7)的顶部，依靠手动控制或电磁控制来开闭喷淋，实现水能喷淋洁净真空集热管或板的排列框架模块结构(6)及太阳能电池板框架模块构件(8)的目的，或者在喷淋模块结构(4)内增加加压类水泵类器件，实现增压喷淋喷雾效果，还能够具有净化环境空气、降低雾霾沙尘附着、降低太阳能电池工作温度与屋顶楼顶及场地环境温度、以及冬季除雪化冰的附加效果；所述光能催化净化的利用形式，是在本系统装置的向阳面结构器件的表面，特别是在真空集热管或板的排列框架模块结构(6)、太阳能电池板框架模块构件(8)及储水保温罐模块构件(7)的向阳面表面，喷涂上一层复合氧化物透明自洁净光催化涂层，该涂层主要由纳米级氧化钛透明粉体、有机水性无色胶粘剂和锆铝双金属偶联剂组成，能够形成同基体固着强、不易附着粉尘和有机...

【技术特征摘要】
1.一种风光能源集成型发电热水洁净模块化系统装置，其特征在于:在同一种系统装置中能够同时实现风能发电、光能发电、光热热水、水能喷淋洁净、光能催化净化的多种绿色能源复合集成利用形式；提高绿色能源的利用效率和保障效率，在利用绿色能源同时，还能减少碳排放程度和环境空气污染程度，提高设备材料的时间和空间利用效率； 所述的风能发电利用形式，是在系统装置边框及三角型空间支撑框架模块结构(5)顶部，安装有横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构或者直立式垂直轴风力发电模块化设备结构，并且采用了横卧式垂直轴风力发电模块化设备结构时左右相互逆转、直立式垂直轴风力发电模块化设备结构时上下相互逆转的垂直轴顺时针转向风轮(I)同垂直轴逆时针转向风轮(3)及互 逆转垂直轴发电主机(2)的双组风轮或者多组合双组风轮的风能利用型式，能够在较低风速下达到较高额定风速的额定风电电压指标；风轮翼型采用阻力型、升力型、升阻复合型各种垂直轴风力翼型；其中包括C型、H型、S型、Φ型、螺旋型、椎体斜桨型、涡轮涡翅型； 所述的光能发电利用形式，是将光能热水的真空集热管或板的排列框架模块结构(6)，形成为对地面横向或者斜向排布；储水保温罐模块构件(7)形成为对地面纵向排布，以使储水保温罐模块构件与真空集热管或板横向或斜向对接，斜向对接均取储水保温罐模块构件中间接口位置偏高，两侧真空集热管或板边框接口位置偏低的方式，以利集热对流的加强；或者使储水保温罐模块构件与两侧面真空集热管或板的对接形成一个朝向太阳的等边三角形，在真空集热管或板的排列框架模块结构(6)的真空集热管或板的管同管或板同板的间距空隙间隔位置上，特别是在真空集热管的直径或真空集热板的厚度中间位置上，安置有条矩形太阳能电池板框架模块构件(8)，真空集热管或板的横向或斜向排布，太阳能电池的横向斜向条矩形排布，以及储水保温罐模块构件与两侧面的真空集热管或板、太阳能电池板的对接形成的朝向太阳的等边三角形斜面，能够让太阳能电池在日照移动过程中得到较高的太阳辐射程度，从而保证光电转换效率；同时由于太阳能电池的条矩形排布遮盖住了每列真空集热管或板的下半部，也有利于改进真空集热管或板的集热对流状况； 或者在真空集热管或板的排列框架模块结构(6)的真空集热管或板排列的背后底部适当间隔距离空间位置上，安置有平面形太阳能电池板框架模块构件(8)，并在真空集热管或板排列的空隙间隔之间增设效果等同无影灯或多透镜的透明光学模块构件，该透明光学模块构件选自透明玻璃珠复合型材构件或透明多透镜多气泡复合型材构件，这样排布对比太阳能电池的条矩形排布，能够有利太阳能电池板的铺设面积增大和铺设方式改进，并让太阳光穿过真空集热管或板排列的空隙间隔的透明光学模块构件，利用散射折射漫射多透镜多聚焦无影化光学效果，辐射到增大了面积的平面形太阳能电池板框架模块构件(8)上，同样让太阳能电池在日照移动过程中能够得到较高的太阳辐射程度，减少真空集热管或板对太阳能电池的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马元威，
申请(专利权)人：马元威，
类型：发明
国别省市：天津;12