能量轉(zhuǎn)換和收集的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能量轉(zhuǎn)換和收集的系統(tǒng)及其方法。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件，和至少一個(gè)與能量轉(zhuǎn)換部件相鄰的熱吸收部件。將能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件壓在一起的力分布在能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件的接觸表面的最大部分上。
【專利說(shuō)明】能量轉(zhuǎn)換和收集的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及能量轉(zhuǎn)換，尤其涉及一種能夠以高效、經(jīng)濟(jì)、安全并環(huán)保的方式轉(zhuǎn)換和收集能量的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混合系統(tǒng)，例如混合式集熱器是用于產(chǎn)生熱能和電能的。如何將熱量或熱能吸收器與太陽(yáng)能電池板以熱傳導(dǎo)方式連接是困擾混合動(dòng)力系統(tǒng)的主要問(wèn)題。產(chǎn)生該問(wèn)題的原因在于所使用的材料具有不同的熱膨脹系數(shù)。一般情況下，太陽(yáng)能電池組件被玻璃板覆蓋。由于玻璃板比太陽(yáng)能電池厚很多，所以玻璃板決定了太陽(yáng)能電池板的膨脹情況。太陽(yáng)能電池組件的密封劑和后板均由塑料制成，因此在熱膨脹下不會(huì)產(chǎn)生較大的力。
[0003]為了有一個(gè)良好的熱交換，吸熱板通常由金屬（例如招）制成，因?yàn)榻饘贀碛辛己玫臒醾鲗?dǎo)系數(shù)。另一方面，金屬的熱膨脹數(shù)比玻璃的熱膨脹系數(shù)要高。如果硬要將這兩層通過(guò)粘接或者層壓連接在一起，當(dāng)系統(tǒng)加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。由于應(yīng)力會(huì)在光伏組件的疊層內(nèi)部施加剪切應(yīng)力，這將縮短混合集熱器的壽命。應(yīng)力還會(huì)使光伏組件產(chǎn)生變形，從而引起不希望有的力作用在配件和太陽(yáng)能電池上。
[0004]鑒于以往的混合系統(tǒng)存在的缺陷，有必要通過(guò)改進(jìn)裝置來(lái)克服傳統(tǒng)方式中固有的缺陷，從而能夠以高效、堅(jiān)固、經(jīng)濟(jì)、安全并環(huán)保的方式轉(zhuǎn)換和收集能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)固有的缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種既方便又實(shí)用的改進(jìn)，這種改進(jìn)既包括了現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)又能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]一方面，本發(fā)明提供改進(jìn)裝置以克服傳統(tǒng)方法(用熱傳導(dǎo)方式將熱吸收器與太陽(yáng)能電池板連接）固有的缺陷，改進(jìn)裝置通過(guò)一種高效、可靠、經(jīng)濟(jì)、安全并環(huán)保的方式將吸熱板壓制到太陽(yáng)能電池組件的背部建立起一個(gè)良好的熱接觸，不需要通過(guò)粘接或者層壓來(lái)組合吸熱板與太陽(yáng)能電池組件的背部全部表面的顯著部分。太陽(yáng)能電池組件可以是任何適合將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。當(dāng)太陽(yáng)能模板沒(méi)有足夠的剛性或者足夠的耐水性，是不能適用的，并且只能和與本發(fā)明相關(guān)的部分組合使用。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)方面是熱吸收器的熱連接是通過(guò)吸熱板滑過(guò)太陽(yáng)能電池板時(shí)所保持壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可以實(shí)現(xiàn)恒定的熱傳導(dǎo)，同時(shí)防止由于系統(tǒng)變形(風(fēng)荷載）或者熱膨脹而在系統(tǒng)形成的應(yīng)力。
[0008]此外，本發(fā)明提供一種能量轉(zhuǎn)換和收集系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包括：至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件，和至少一個(gè)與能量轉(zhuǎn)換部件相鄰的熱吸收部件。能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件直接連接或者通過(guò)密封部件連接，例如在熱吸收部件的附近形成氣密腔，當(dāng)氣密腔腔體處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，彈性的密封部件可以通過(guò)變形使熱吸收部件和轉(zhuǎn)換部件仍然緊貼在一起。
[0009]此外，本發(fā)明提供一種能量轉(zhuǎn)換和收集的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包括：至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件，和至少一個(gè)與能量轉(zhuǎn)換部件相鄰的熱吸收部件。將能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件按壓在一起的力，分散在能量轉(zhuǎn)換部件和吸熱器部件的接觸表面的最大部分上。
[0010]另一方面，本發(fā)明提供一種用于能量轉(zhuǎn)換和收集的方法。該方法包括如下步驟：安裝一個(gè)可以產(chǎn)生和運(yùn)輸能量的系統(tǒng)；在氣密腔中創(chuàng)造一個(gè)負(fù)壓；至少維持氣密腔內(nèi)的負(fù)壓和充靜電之其一。每當(dāng)負(fù)壓處于所需范圍之外時(shí)或者固定間隔時(shí)間，通過(guò)持續(xù)地或者間歇地將氣體或者液體介質(zhì)從氣密腔中移除或補(bǔ)充，可以實(shí)現(xiàn)至少維持負(fù)壓和充靜電之其一。
[0011]如上所述，以及本發(fā)明的其他目的和本發(fā)明的各種顯著特征均在權(quán)利要求的特征中指出，并構(gòu)成本公開(kāi)的一部分。參照附圖及其說(shuō)明以及本發(fā)明的實(shí)施例可以更好地理解本發(fā)明，理解本發(fā)明的操作優(yōu)點(diǎn)和它使用的特定目標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更好地理解本發(fā)明的性質(zhì)，參照附圖并做如下詳細(xì)說(shuō)明：
[0013]圖I至5示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的能量轉(zhuǎn)換和收集系統(tǒng)。
[0014]圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的能量轉(zhuǎn)換部件的電連接。
[0015]圖7示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的疏散管。
[0016]圖8示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的用于在氣密腔產(chǎn)生和維持負(fù)壓的分隔室。
[0017]圖9示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的雙重密封件的用途。
[0018]圖10示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的密封部件替代解決方案。
[0019]圖11示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的密封部件替代解決方案中的框架，它安裝在能量轉(zhuǎn)換部件上。
[0020]圖12不出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的用于引導(dǎo)冷卻液的兩個(gè)板塊。
[0021]圖13A和13B示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的分布式彈性接頭。
[0022]圖14示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的能量轉(zhuǎn)換部件中的示例的充電部件。
[0023]圖15A和附圖15B示出了實(shí)施例中的示例噴射器一噴射泵和文丘里泵。
[0024]附圖16示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例所述的一種生產(chǎn)和運(yùn)輸能量的方法。
[0025]附圖中的相同的附圖標(biāo)記表示同一零部件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為達(dá)到說(shuō)明目的而記載的典型實(shí)施例在結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)上可以有很多變化。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本部分說(shuō)明和描述的轉(zhuǎn)換和收集能量的特定方法及系統(tǒng)不對(duì)本發(fā)明起限制作用。更確切地，本發(fā)明的原理能夠適用于多種能量轉(zhuǎn)換和收集結(jié)構(gòu)配置。不言而喻，根據(jù)不同情況的需要，會(huì)對(duì)發(fā)明方案進(jìn)行刪減或等同替換，但是，在不脫離權(quán)利要求的范圍或主旨的條件下，本發(fā)明涵蓋了相關(guān)的應(yīng)用或?qū)嵤┓桨浮?br> [0027]為了解釋的目的并利于全面理解本發(fā)明，下文的具體實(shí)施例中說(shuō)明了許多具體細(xì)節(jié)。但是，很明顯的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不知曉這些具體細(xì)節(jié)的條件下也可以實(shí)施本發(fā)明。
[0028]本文中，詞語(yǔ)“一個(gè)”，“至少”不表示對(duì)數(shù)量進(jìn)行限制，而是表示被引用的條目的數(shù)量至少為一；術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”表示被引用的條目的數(shù)量大于一。
[0029]光伏裝置，至少包括獨(dú)立波形轉(zhuǎn)換器、太陽(yáng)能電池（也可簡(jiǎn)稱為“電池”）或它們的組合。術(shù)語(yǔ)“熱吸收部件”或“吸熱板”或“熱收集器”或“混合式集熱器”或“復(fù)合板”在這
里可互換。
[0030]在一個(gè)典型實(shí)施例中，本發(fā)明提供了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換能量的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提供改進(jìn)裝置以克服傳統(tǒng)方法(用熱傳導(dǎo)方式將熱吸收器與太陽(yáng)能電池板連接）固有的缺陷，改進(jìn)裝置通過(guò)一種高效、經(jīng)濟(jì)、安全并環(huán)保的方式將吸熱板壓制到太陽(yáng)能電池組件的背部建立起一個(gè)良好的熱接觸，不需要通過(guò)粘接或者層壓來(lái)組合吸熱板與太陽(yáng)能電池組件的背部全部表面的顯著部分。本發(fā)明系統(tǒng)可以大量廉價(jià)生產(chǎn)，為用戶提供簡(jiǎn)單、可靠、高效、安全、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、富有成效的能量轉(zhuǎn)換和收集方式。
[0031]圖1-5示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中用于轉(zhuǎn)換和收集能量的系統(tǒng)100 (也被稱為“混合板”)。系統(tǒng)100包括至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件60和至少一個(gè)熱吸收部件40。當(dāng)系統(tǒng)中采用導(dǎo)管50時(shí)，導(dǎo)管50用于將傳導(dǎo)熱量的冷卻液體或冷卻氣體傳輸至使用它的系統(tǒng)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40按壓在一起的力，分散在能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面的主體部分上。當(dāng)能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面較大時(shí)，將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40按壓在一起的力也能基本相同和連續(xù)地分散在所述接觸表面的主體部分。目的在于確保按壓能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的力是基本均勻分布的，可以保證能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40連接部分的熱傳輸是均勻的。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40按壓在一起的力，也會(huì)作用于超過(guò)能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面的50%的部分。能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面的最大部分大于50%。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面的最大部分的一個(gè)優(yōu)選值為大于80%。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40的接觸表面的最大部分一個(gè)優(yōu)選值為接近100%。將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40按壓在一起的力，也會(huì)作用于能量轉(zhuǎn)換部件60和吸熱器部件40的接觸表面所有的部分。
[0036]通過(guò)充靜電給能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40中至少一個(gè)充以不同的電荷，可以產(chǎn)生產(chǎn)生力。充電過(guò)程可以通過(guò)動(dòng)力完成，例如由接線盒90中的能量轉(zhuǎn)換部件60提供的電力或電壓完成。為了完成既定的充電目標(biāo)，可以增大能量轉(zhuǎn)換部件中的電力或電壓。為了使能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40之間達(dá)到電氣隔離，可以在能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40之間放置中間部件。熱吸收部件40可以（部分)涂層，以與能量轉(zhuǎn)換部件60隔離，并避免使用者接觸帶電的充電裝置。
[0037]能源包括熱能、太陽(yáng)輻射、電力或它們的任意組合。能量轉(zhuǎn)換部件60包括至少一個(gè)太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能電池、晶片、能夠產(chǎn)生熱能的太陽(yáng)輻射吸收器，一個(gè)熱吸收器或它們的任意組合。能量轉(zhuǎn)換部件60能夠?qū)⑻?yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能或熱能。能量轉(zhuǎn)換部件60可由透明部件進(jìn)行保護(hù)。透明部件包括玻璃、塑料、建筑物的外部構(gòu)件之一或它們的任意組合。熱吸收部件40 (也稱作吸收板或吸熱器)，可包含一個(gè)冷卻板。
[0038]能量轉(zhuǎn)換部件60直接與熱吸收部件40連接，及與靠近吸熱器部件40周界的密封部件30連接，這樣便形成了氣密腔70，當(dāng)氣密腔70產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)會(huì)形成作用力將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40按壓在一起，很可能使得密封部件30發(fā)生變形?？梢酝ㄟ^(guò)使用閥門產(chǎn)生并保持負(fù)壓。閥包括至少一個(gè)上單向閥94和一個(gè)下單向閥96。
[0039]當(dāng)能量轉(zhuǎn)換部件60與熱吸收部件40發(fā)生變形時(shí)，密封部件30會(huì)發(fā)生變形以允許一定的形變。變形可能是由外部力量導(dǎo)致的，例如，風(fēng)、重力、人在混合部件上行走，或因不同材料的熱膨脹系數(shù)的差異產(chǎn)生特別是玻璃板和熱吸收部件40中的金屬，或由各層之間的溫度差異引起的。
[0040]具有氣密腔70的系統(tǒng)100可以和泵送裝置相連接，在使用過(guò)程中，當(dāng)負(fù)壓超過(guò)預(yù)期范圍時(shí)或當(dāng)?shù)竭_(dá)固定時(shí)間間隔，泵送裝置可以抽出氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)。密封部件30能夠變形，因此不會(huì)將剪切應(yīng)力傳遞給能量轉(zhuǎn)換部件60，例如，當(dāng)太陽(yáng)能電池組件為層積式的情況時(shí)。為了進(jìn)一步減少剪切應(yīng)力，可以在同一個(gè)系統(tǒng)中使用多個(gè)獨(dú)立的、相互挨靠的熱吸收部件。
[0041]能量轉(zhuǎn)換部件60在使用時(shí)暴露于陽(yáng)光之下，可以包括一個(gè)透明部件(玻璃或塑料)、一個(gè)建筑物的外部組件(例如石頭或玻璃)、一個(gè)結(jié)構(gòu)元件如地板面或瓦片屋面(構(gòu)成屋頂，無(wú)需其它覆蓋物)、一個(gè)用于覆蓋建筑平面的板或它們的任意組合。只要本發(fā)明的吸收板可以和其相配，能量轉(zhuǎn)換部件60可以是玻璃一玻璃太陽(yáng)能電池組件、玻璃一塑料太陽(yáng)能電池組件、標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池組件或它們的任意組合。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，能量轉(zhuǎn)換部件60可以是具有滲透性的。可以在能量轉(zhuǎn)換部件60外面進(jìn)行涂覆，使得能量轉(zhuǎn)換部件60、吸熱器部件40和密封部件30之間能夠形成氣密腔室70。
[0043]在能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40之間可以使用導(dǎo)熱膏，以更加便利地傳輸熱到熱吸收部件40上和(或)減少能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40之間的摩擦，進(jìn)而進(jìn)一步減少剪切應(yīng)力。除了可以使用導(dǎo)熱油還可以使用非液體材料。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，可以在氣密腔70里注入一種物質(zhì)以減少能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40之間的摩擦。該物質(zhì)還可以是能量轉(zhuǎn)換部件60與熱吸收部件40的一部分和（或）是附著在能量轉(zhuǎn)換部件60與熱吸收部件40上。該物質(zhì)可以是流體或者固體材料(例如含聚四氟乙烯的固體材料)，該物質(zhì)可以讓空氣滲透，這樣空氣就不會(huì)堵在該物質(zhì)下面。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，密封部件30可以制成足夠厚以應(yīng)對(duì)由張力引起的變形且不會(huì)破裂。優(yōu)選地，所述密封部件30可以是彈性的，其厚度超過(guò)所連接的所有部件的零件最大位移的50%、100%或者200%。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，遠(yuǎn)離密封部件30的能量轉(zhuǎn)換部件60和遠(yuǎn)離密封部件30的熱吸收部件40之間的距離可能會(huì)顯著小于密封部件30的厚度。熱吸收部件40可以通過(guò)外形的變化以實(shí)現(xiàn)這種情況。
[0047]本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，中央泵送系統(tǒng)，例如單個(gè)泵送裝置，其特征在于多個(gè)氣密腔70可以與所述泵送裝置相連。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，設(shè)有多個(gè)獨(dú)立泵送系統(tǒng)，可能被集成到每一個(gè)混合板100。進(jìn)一步，多個(gè)系統(tǒng)可能與一個(gè)中央泵送裝置或者充電裝置相連。泵送裝置可以集成在接線盒90 (也稱為“電連接”)。裝置的（電）力可以由熱轉(zhuǎn)換部件60提供。當(dāng)力是通過(guò)靜電方法產(chǎn)生的，進(jìn)行充電的充電部件所需的電路可以被集成在模板上，最好是被集成在接線盒90上。[0048]本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，至少泵送裝置、負(fù)壓、充電裝置中之其一至少有一個(gè)導(dǎo)管可以被集成在用于引導(dǎo)流體、氣體或液體介質(zhì)的導(dǎo)管50上。
[0049]在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，至少有一個(gè)導(dǎo)管的泵送裝置與混合板中導(dǎo)電零部件的至少一個(gè)電傳導(dǎo)相結(jié)合。
[0050]密封部件30可以是任何已知的密封件，例如雙層玻璃、含有硅和（或）丁基的密封件。密封部件30還可以是非粘性的密封材料，例如類似于橡膠的材料。按壓部件，例如外殼的一部分，可以將能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40中的至少一個(gè)部件按壓到密封部件30上。按壓部件可以包括一個(gè)彎曲密封部件31或者一個(gè)與彈性密封部件33相結(jié)合的框架22。
[0051]密封部件30上有印痕，這可以使在生產(chǎn)過(guò)程中，密封部件30總是位于正確的位置，以及密封部件30在多年受負(fù)壓影響的情況下也不會(huì)向內(nèi)（緩慢地）移動(dòng)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，附圖6示出了能量轉(zhuǎn)化部件60上的電連接90。電連接90可以設(shè)置于氣密腔70之外的能量轉(zhuǎn)換部件60之外。用這種方法，氣密腔70不被電連接90穿過(guò)。在這個(gè)實(shí)施例中，密封部件30繞過(guò)接線盒90設(shè)置。在接線盒90的下面，穿過(guò)太陽(yáng)能電池組件的背面(例如后板或者玻璃）與太陽(yáng)能電池矩陣連接。這不會(huì)產(chǎn)生潛在泄露影響氣密腔70產(chǎn)生負(fù)壓。熱吸收部件40可以制成足夠薄以應(yīng)對(duì)負(fù)壓作用下發(fā)生的變形，以及適合能量轉(zhuǎn)換部件60的不規(guī)則。熱吸收部件40的厚度可以是2. O毫米、I. O毫米、O. 5毫米或者O. 2毫米。熱吸收部件40也可以由容易吸收熱輻射的經(jīng)過(guò)陽(yáng)極化處理的鋁制成。熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60之間可能有小空腔(例如密封部件附近或者由于能量轉(zhuǎn)換部件60的不平)。然后，在部分真空的情況下，熱在第一時(shí)間通過(guò)熱輻射和熱對(duì)流輸送。
[0053]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的疏散管80。包含疏散管80 (也稱為“通道”）的熱吸收部件40促進(jìn)氣密腔70中的空氣排出以及在整個(gè)氣密腔70中形成負(fù)壓。如果沒(méi)有通道80，空氣可能會(huì)被困在能量轉(zhuǎn)換部件60之間，并會(huì)減少熱轉(zhuǎn)移。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，晝夜循環(huán)/明暗循環(huán)和冷熱循環(huán)可以用于泵功能。在白天，通常電能的產(chǎn)生可以將系統(tǒng)100帶入第一狀態(tài)。晚上，由于沒(méi)有電能產(chǎn)生，系統(tǒng)100就進(jìn)入第二狀態(tài)。這兩種狀態(tài)的差異可以用來(lái)維持負(fù)壓。所產(chǎn)生的電能也可以被自動(dòng)地用于抽空氣密腔70。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖8示出了在氣密腔70內(nèi)至少有一個(gè)適合于產(chǎn)生及保持負(fù)壓的分隔室98。白天，分隔室里的空氣可以被加熱（電阻消耗電能和輻射吸收但不會(huì)轉(zhuǎn)換成電力）。由此產(chǎn)生的超壓可以從分隔室98逸出直到上單向閥94。晚上，加熱器不再加熱。分隔室98里的空氣冷卻使分隔室98的體積減小。空氣可能只進(jìn)入與分隔室98連接的下單向閥96直到需要有負(fù)壓的氣密腔70。這樣每一天，氣密腔70中的負(fù)壓可以減少或保持在低水平。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，系統(tǒng)100沒(méi)有光伏也可用于太陽(yáng)能光伏組件和太陽(yáng)能集熱器。例如，在太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)中，在平面建筑(墻或屋頂)或者樓層要素(例如玻璃、金屬、花崗巖、石灰石、大理石、石灰華、以石英為基礎(chǔ)的石材(砂巖、石英巖）或者板巖）可以形成外表面(看得見(jiàn)的)。
[0056]如果負(fù)壓消失，熱量難以從能量轉(zhuǎn)換部件60轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，通過(guò)監(jiān)測(cè)能量轉(zhuǎn)換部件60的溫度可以監(jiān)測(cè)負(fù)壓。如果能量轉(zhuǎn)換部件60是太陽(yáng)能電池組件，由太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的電能是可以監(jiān)測(cè)的。比較不同時(shí)間多個(gè)太陽(yáng)能電池組件的溫度可以用于監(jiān)測(cè)負(fù)壓。
[0057]負(fù)壓的監(jiān)測(cè)也可以通過(guò)直接測(cè)量氣密腔70中的測(cè)量裝置(例如壓力計(jì)）進(jìn)行。不同成分的若干氣密腔70可以通過(guò)與軟管或者管道系統(tǒng)連接以保持和測(cè)量其負(fù)壓。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，如果負(fù)壓消失，可以在熱吸收部件40上設(shè)置用于支持熱吸收部件40的裝置，例如熱吸收部件40可以與建筑構(gòu)件的中心連接。由于材料熱膨脹差異在這可以忽略不計(jì)，這就不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力問(wèn)題。同時(shí)，如果在建筑構(gòu)件周圍存在框架，例如在光伏組件情況下，框架可以延伸至熱吸收部件40和密封部件30這兩個(gè)部件的至少一個(gè)部件的重疊部分，所以，如果負(fù)壓消失，其重量特別是冷卻液體和適合于后者的壓力由框架支持。如附圖10和11所示，當(dāng)負(fù)壓消失時(shí)，在熱吸收部件40上設(shè)置用于支持熱吸收板40的一個(gè)彎曲密封部件31或者一個(gè)與密封部件33相結(jié)合的框架22來(lái)代替用框架支持熱吸收部件40。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，熱吸收部件40可以用來(lái)支持系統(tǒng)。在生產(chǎn)和運(yùn)輸系統(tǒng)的過(guò)程中，都由熱吸收部件來(lái)支持系統(tǒng)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖9示出了雙重密封件。如果密封部件30不能正常發(fā)揮功能，還有另外一個(gè)可以密封氣密腔70。優(yōu)選地，第一個(gè)密封件32和第二個(gè)密封件34同軸并與交叉密封件36連接形成腔室。如果兩個(gè)腔室，例如第一密封件32和第二密封件34都有缺陷，負(fù)壓可能不再保持不變。如果設(shè)置交叉密封件36，第一密封件32和第二密封件34在某些地方都有缺陷不屬于同一腔室(這是通常的情況)，負(fù)壓可能仍然保持不變。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖10示出了密封部件30的替代解決方案。彎曲密封部件31安裝在能量轉(zhuǎn)換部件60上并與熱吸收部件40接觸。完整的密封部件31具備彈性可以適應(yīng)熱吸收部件40的擴(kuò)張。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖11示出了密封部件30的代替解決方案中的框架
22?？蚣?2安裝在能量轉(zhuǎn)換部件60上，它是一個(gè)非彈性的框架。彈性密封部件33可以在框架22和熱吸收部件40上延伸。彈性密封部件33允許熱吸收部件40的伸展。彈性密封部件33可以按壓在熱吸收部件40上。附圖10和11顯示了實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，即如果負(fù)壓或者電荷消失，熱吸收部件40不會(huì)脫離組件，同時(shí)密封部件31和框架22各自保持在熱吸收部件40上。這種方式使熱不斷被能量轉(zhuǎn)化部件60吸收。在這些以及其他實(shí)施例中，熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60在其中心處永久地相互連接。由于熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60這兩者的熱膨脹相對(duì)較小和類似，因此連接處上的剪切力可能也小。結(jié)合附圖10和11的實(shí)施例，尤其是對(duì)于小的組件，即便負(fù)壓消失，傳熱幾乎會(huì)保持不變。這種類型的組件沒(méi)有負(fù)壓也可以使用。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖12示出了兩個(gè)板塊。通過(guò)兩個(gè)板塊之間(例如一個(gè)第一板塊42和一個(gè)第二板塊44)引導(dǎo)冷卻液體，而不是通過(guò)管道引導(dǎo)冷卻液體。安裝在熱轉(zhuǎn)換部件60上的第一板塊42需要具備良好的熱膨脹系數(shù)，例如由金屬制成。第二板塊44可以是絕緣的，可以由塑料或者金屬制成，優(yōu)選方案是帶有絕緣層。第一板塊42和第二板塊44可以通過(guò)焊接、膠粘、超聲波或者其他方式連接。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖13A和13B示出了系統(tǒng)100所帶的分布式彈性或伸縮接頭的樣式。系統(tǒng)100所帶的分布式彈性接頭35位于熱吸收部件40的凹處，支撐熱吸收部件40與能量轉(zhuǎn)換部件60在一起，在熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60之間產(chǎn)生擴(kuò)展的接觸表面，同時(shí)允許熱吸收部件40相對(duì)于能量轉(zhuǎn)換部件60錯(cuò)位而引起的熱膨脹或者機(jī)械沖擊。優(yōu)點(diǎn)是氣密腔70可以變得相對(duì)更大，利于產(chǎn)生負(fù)壓。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熱吸收部件40與能量轉(zhuǎn)換部件60的中心可以永久連接，例如位于熱吸收部件40凹處的彈性接頭允許一定厚度和彈性連接。熱吸收部件40的中心是與熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60這兩者的熱膨脹有關(guān)的中性區(qū)域，在連接處的剪切應(yīng)力可以保持較小。結(jié)合附圖10和11的實(shí)施例，尤其是對(duì)于小的組件，即便負(fù)壓消失，傳熱幾乎會(huì)保持不變。這種方法同樣適用于如附圖13A和13B所示的分布式方案實(shí)施例。位于熱吸收部件40凹處37的彈性或伸縮接頭35可以保持熱吸收部件40和能量轉(zhuǎn)換部件60之間的剪切應(yīng)力處于低水平。這種類型的組件沒(méi)有負(fù)壓也可以使用。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附圖14不出了能量轉(zhuǎn)換部件60中的充電部件64。充電部件64可以通過(guò)靜電充電裝置(未示出)進(jìn)行靜電充電。中間部件68防止電荷流到熱吸收部件40或者充電部件64。當(dāng)充電部件64充電變成中性(沒(méi)有吸引力)或者變成相等(斥力）時(shí)，支持裝置(例如框架22)可以防止充電部件64和能量轉(zhuǎn)換部件60與熱吸收部件40相關(guān)聯(lián)。熱吸收部件40和導(dǎo)管50具有絕緣層，這樣用戶就不會(huì)跟充電裝置發(fā)生電接觸。基于同樣的原因，框架22 (支持裝置）也具有絕緣層。充電部件64或者熱吸收部件40或者其充電部件可以同時(shí)充電或則只有一個(gè)充電到最大。后一種情形是有益的，不充電的部件接地以保證精確的電荷差。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，附圖15A和附圖15B示出了噴射器一噴射泵55和文丘里泵65。噴射器一噴射泵55和文丘里泵65適于(冷卻)液體或流體的運(yùn)動(dòng)，這可用于產(chǎn)生負(fù)壓。噴射器一噴射泵55可以具有一個(gè)輸入裝置，一個(gè)輸出裝置和抽吸裝置。能量也可以由渦輪驅(qū)動(dòng)的(冷卻)流體產(chǎn)生(冷卻）。所產(chǎn)生的力可以驅(qū)動(dòng)泵(例如驅(qū)動(dòng)噴射器一噴射泵55和文丘里泵65)產(chǎn)生負(fù)壓。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，附圖16說(shuō)明了一種產(chǎn)生和運(yùn)輸能量的方法200。該方法200的步驟包括：步驟210安裝一個(gè)可以產(chǎn)生和運(yùn)輸能量的系統(tǒng)100 ;步驟220在氣密腔70中創(chuàng)造一個(gè)負(fù)壓；步驟230在氣密腔70內(nèi)的負(fù)壓和充電裝置至少要維持其一。至少一個(gè)負(fù)壓和充電裝置可以保證時(shí)刻或者間歇地將氣體或者液體介質(zhì)從氣密腔70移除，或者在使用過(guò)程中，每當(dāng)負(fù)壓處于所需范圍之外或者固定間隔時(shí)間時(shí)，可以保證各自時(shí)刻或者間歇地充電。方法200進(jìn)一步可以包括能量轉(zhuǎn)換部件60和熱吸收部件40中至少有一個(gè)在充電的步驟。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，對(duì)負(fù)壓和所述充電裝置至少之其一的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)能量轉(zhuǎn)換部件60的溫度、監(jiān)測(cè)冷卻流體的溫度、通過(guò)壓力計(jì)直接測(cè)量負(fù)壓、直接測(cè)量電荷、測(cè)量距離、測(cè)量形變等進(jìn)行。監(jiān)測(cè)裝置可以包括例如感應(yīng)、容量或壓電效應(yīng)或其任意組合等裝置。
[0070]本發(fā)明的各種典型實(shí)施例，本文所述的操作，例如附圖I一 16，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備(例如硬件、軟件、固件或者其組合)實(shí)施。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以提供計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，例如包括一個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)或具備用于計(jì)算機(jī)編寫(xiě)程序?qū)嵤┍疚乃龉ば虻拇鎯?chǔ)指令或軟件程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。機(jī)讀介質(zhì)包括存儲(chǔ)裝置。例如，附圖I一 16所示系統(tǒng)100組成部分的操作可以通過(guò)這種機(jī)讀介質(zhì)控制。[0071]在其他情況下，眾所周知的方法、程序、組件和電路在此不再贅述，以免引起本發(fā)明的具體實(shí)施例模糊不清。進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例的各方面可以通過(guò)各種裝置實(shí)施，例如半導(dǎo)體集成電路、計(jì)算機(jī)可讀指令組織的一個(gè)或多個(gè)程序、或者一些硬件和軟件的結(jié)合。
[0072]盡管，出于說(shuō)明目的，本文詳細(xì)的公開(kāi)了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，對(duì)所公開(kāi)的本發(fā)明的變形或修改(包括配置部分的重排、尺寸大小的改變、可能形狀的變化）也是可能的。因此，圍繞本發(fā)明的這種置換、修改和變形仍然落入本發(fā)明的主旨和本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0073]前述對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說(shuō)明是為了解釋和說(shuō)明本發(fā)明的目的。它們并非旨在窮盡或者限制本發(fā)明的精確形式的公開(kāi)，很顯然根據(jù)上述事例，本發(fā)明還有很多修改和變形。實(shí)施例的選擇和說(shuō)明是為了最好的解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際運(yùn)用，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠最好地利用本發(fā)明和其本發(fā)明的各種變型的各種實(shí)施例以適合特定的預(yù)期用途。不言而喻，根據(jù)不同情況的需要，會(huì)對(duì)發(fā)明方案進(jìn)行刪減或等同替換，但是，在不脫離權(quán)利要求的范圍或主旨的條件下，本發(fā)明涵蓋了相關(guān)的應(yīng)用或?qū)嵤┓桨浮?br> 【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)換和收集能量的系統(tǒng)，包括： 至少一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件； 和至少一個(gè)熱吸收部件， 其特征在于將能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件壓在一起的力分布在能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件的接觸表面的最大部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件通過(guò)密封部件連接以形成氣密腔，當(dāng)所述氣密腔處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，熱吸收部件和能量轉(zhuǎn)換部件被壓在一起。
3.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)能量轉(zhuǎn)換部件，一個(gè)熱吸收部件，一個(gè)密封部件或者三者的任意組合，前四者至少有一個(gè)在力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形。
4.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于有泵送裝置至少可以抽出氣密腔內(nèi)的氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)。
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于通過(guò)充靜電的方式給能量轉(zhuǎn)換部件、熱吸收部件或者與其相連的部件中至少一個(gè)部件充不一樣的電荷，可以產(chǎn)生力。
6.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于冷卻液體或者氣體的運(yùn)動(dòng)用來(lái)產(chǎn)生負(fù)壓或者充電。
7.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)系統(tǒng)至少與中央泵送裝置和充壓裝置這兩個(gè)裝置的其中一個(gè)連接。
8.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于用于負(fù)壓或者充電的多個(gè)導(dǎo)管被集成在用于冷卻液體或氣體的導(dǎo)管上。
9.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱吸收部件具有能促進(jìn)氣密腔產(chǎn)生負(fù)壓的疏散管。
10.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于在一個(gè)雙重密封構(gòu)件和一個(gè)間隔密封構(gòu)件中，至少有一個(gè)被用來(lái)密封氣密腔。
11.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于具有物質(zhì)涂層適于促進(jìn)能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種物質(zhì)包括油、導(dǎo)熱膏、聚四氟乙烯、附加金屬層、類似三明治的結(jié)構(gòu)層及其組合當(dāng)中任意一項(xiàng)。
12.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于所述力分散在能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件的接觸表面的80%或者100%或者大于50%的表面上。
13.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于所述密封部件位于熱吸收部件的凹處。
14.一種能量轉(zhuǎn)化和收集的方法，包括如下步驟： 安裝一個(gè)可以產(chǎn)生和運(yùn)輸能量的系統(tǒng)； 在氣密腔中創(chuàng)造一個(gè)負(fù)壓或者在能量轉(zhuǎn)換部件和熱吸收部件之間施加不同的靜電； 至少維持負(fù)壓和充靜電之其一， 其特征在于通過(guò)持續(xù)或者間歇地將氣體或者液體介質(zhì)從氣密腔中移除，或者在使用過(guò)程中相應(yīng)充電，至少維持負(fù)壓和靜電之其一。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于至少負(fù)壓和靜電之其一的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)能量轉(zhuǎn)換部件的溫度、監(jiān)測(cè)冷卻流體的溫度、直接測(cè)量負(fù)壓、直接測(cè)量靜電、測(cè)量距離、測(cè)量形變或者其任意組合之其 一進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L31/0525GK103503164SQ201280013353
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月14日
【發(fā)明者】T·紹奇沃伊 申請(qǐng)人:3S瑞士太陽(yáng)能系統(tǒng)股份公司