CN208092556U - 一种四靶太阳能收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种四靶太阳能收集装置，包括支架、太阳能管、导向装置及传动装置，所述支架用于安置所述太阳能管和所述导向装置，所述传动装置与所述太阳能管连接，在所述太阳能管内管的外壁上涂覆四靶膜，所述内管的一侧面上还可拆卸连接有光伏电池，所述太阳能管通过所述传动装置可绕自身轴转动。本实用新型能够对太阳进行实时跟踪，且在所述太阳能管上涂覆所述四靶膜，能够有效提高光吸收率，所述光伏电池的设置，进一步提高了太阳能的综合效率。

Description

一种四靶太阳能收集装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能领域，具体涉及一种四靶太阳能收集装置。

背景技术

目前，太阳能聚集器已经广泛应用，在一些地区居民利用太阳能收集器做饭、烧水等等，但是现有的太阳能聚集器都或多或少的存在一些缺点。比如简单的太阳能聚集器不能自动跟踪太阳，太阳能利用效率低；而可以自动跟踪太阳转动的太阳能聚集器往往结构复杂，造价昂贵。

中国专利号为201220303304.1公开了一种太阳能跟踪装置，包括：一用于收集太阳能的太阳能光伏板；一太阳能姿态调整装置，包括用以安置所述太阳能光伏板的支架，以及用以调整所述支架旋转的驱动电机；一用于获取实时的时间信息的时间装置；一用于储存不同维度的每天不同时刻的太阳照射角度的太阳照射角度储存器；一控制器，分别与所述驱动电机、所述时间装置和所述太阳照射角度储存器相连接。该专利公开的太阳能跟踪装置可以根据时间和太阳照射角度、调节太阳能光伏板，能够有效的提高太阳能的利用效率，但该装置结构复杂、造价昂贵。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种四靶太阳能收集装置，包括支架、太阳能管、导向装置及传动装置，所述支架用于安置所述太阳能管和所述导向装置，所述传动装置与所述太阳能管连接，在所述太阳能管内管的外壁上涂覆四靶膜，所述内管的一侧面上还可拆卸连接有光伏电池，所述太阳能管通过所述传动装置可绕自身轴转动。

较佳地，所述四靶膜自内至外包括铜膜、钢膜、铝膜及第四膜，所述第四膜包括钛、锆、锌或镍膜。

较佳地，所述光伏电池的截面弧长小于所述太阳能管内管外表面周长的1/2。

较佳地，所述传动装置包括第一驱动电机、第三齿轮及第一旋转轴，所述第一旋转轴通过套筒与所述太阳能管的端部连接，且所述套筒与所述太阳能管接触处设置有保护套，所述第一旋转轴通过所述第三齿轮在所述第一驱动电机的带动下进行旋转，进而带动所述太阳能管旋转。

较佳地，所述支架是由上下左右四根支管构成的方形架，且上下两根支管上均开设第一圆孔，所述第一圆孔的数量和尺寸与所述太阳能管相适应。

较佳地，所述导向装置自上至下包括折光层、吸热层、热致变形层、压电层和电极层。

较佳地，所述折光层的形状设置为向上凸的半圆形、向下凹的半圆形或半椭圆形状。

较佳地，所述折光层上设置若干引光面，相邻的所述引光面之间设置有缺口。

较佳地，所述吸热层、所述热致变形层、所述压电层及所述电极层的表面结构设置为截面为一条具有直线段、峰段和谷段的线条，且所述线条的函数方程为：

峰段：y＝k1(x+b1)2+b3

谷段：y＝k2(x+b2)2+b4k2＝Tk1T∈(3,5)

其中，K1,k2为描述曲线变化率的常数，b1，b2，b3，b4为无关常数，根据曲线实际位置确定。

较佳地，所述峰段包括峰部，所述谷段包括谷部，在所述峰部和所述谷部之间设置有第一反射层，用于将落在所述峰部和所述谷部之间的光线反射到所述谷部。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：

1，本实用新型利用太阳能和压电效应原理设置所述导向装置，对太阳进行实时跟踪，并将太阳位置信息发送给处理器，通过调整装置调整所述太阳能管与太阳光线垂直，有效提高太阳能的利用效率，且位置检测精确度高；另外，本实用新型简化了收集太阳能的***，并增加调整电机寿命，节约能源。

2，本实用新型在四靶太阳能收集装置上集成太阳能光伏电池，使得太阳能既能够转化为热能，也可以转化为电能，大大提高了太阳能的综合利用效率；且将光电转化过程中产生的热量利用到太阳能热水器中，二次利用能源的同时还提高了光电转换效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中自动调整太阳能收集***的原理图；

图2是本实用新型实施例一中导向装置的结构视图；

图3是本实用新型实施例二中导向装置第一工作状态图；

图4是本实用新型实施例二中导向装置第二工作状态图；

图5是本实用新型实施例三中折光层的结构视图；

图6是本实用新型实施例四中导向装置的结构视图；

图7是图6中A处放大图；

图8是本实用新型实施例六中吸热层、热致变形层及压电层表面结构曲线图；

图9是本实用新型实施例七中压电层和电极层的结构图；

图10是本实用新型实施例八中支架的结构视图；

图11是图10中B处放大图；

图12是本实用新型实施例八中连接槽的结构视图；

图13是本实用新型实施例八中连接槽的俯视图；

图14是本实用新型实施例九中底座的结构视图；

图15是本实用新型实施例九中底座的俯视图；

图16是本实用新型实施例九中第一连接部的结构视图；

图17是本实用新型实施例九中第二连接部的结构视图；

图18是本实用新型实施例九中支杆一侧的结构图；

图19是本实用新型实施例九中支杆另一侧的结构图；

图20是本实用新型实施例九中支杆的俯视图；

图21是本实用新型实施例十二中遮光装置的结构视图；

图22是图21中C处放大图；

图23是本实用新型实施例十二中折叠板的结构视图；

图24是本实用新型实施例十三中遮光装置的结构视图；

图25是本实用新型实施例十四中太阳能***框图；

图26是本实用新型实施例十五中水箱的结构视图。

图中数字表示：

1-太阳能管；2-导向装置；3-调整装置；4-位置模块；5-处理器；21-折光层；22-吸热层；23-热致变形层；24-压电层；25-电极层；26-峰部；27-谷部；28-宽部；29-第一反射层；211-引光面；212-缺口；201-上坡段；202-第一U形段；203-中间段；204-第二U形段204；205-下坡段；2111-第一引光面；2112-第二引光面；2113-第三引光面；2114-第四引光面；2115-第五引光面；2116-第六引光面；241-第一压电陶瓷；242-第二压电陶瓷；243-第三压电陶瓷；251-第一电极层；252-第二电极层；31-支架；32-调整电机；311-底座；312-支杆；313-限位架；314-空心螺母；3121-固定杆；3122-细杆；3123-球头；3131-平板架；3132-连接槽；3133-长形槽口；3134-第一弧形板；3111-支撑圆柱；3112-第一连接部；3113-第二连接部；3114-连接孔；3115-第一齿轮；3116-第一螺栓孔；3117-第二齿轮；3118-第二螺栓孔；3119-第二凸台；301-导轨；302-电动小车；303-支撑件；304-交叉撑；3021-卡块；3031-卡槽；305-折叠板；3101-第一支管；3102-第二支管；3103-第三支管；3104-第四支管；3105-第二旋转轴；3106-U形杆；3107-第二圆孔；41-外壳；42-内胆；43-通气口；44-进出水口；45-保温层；46-引出管；47-压差传感器；48-乳胶管。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种自动调整太阳能收集***。如图1所示，所述自动调整太阳能收集***，包括太阳能管1、导向装置2和调整装置3，所述调整装置3包括用以安置太阳能管1和导向装置2的支架31和用以调整支架31转向的调整电机32；所述太阳能管1用于收集太阳能；还包括位置模块4和处理器5，所述位置模块4和所述导向装置2用以实时获得太阳位置信息；所述处理器5分别与所述导向装置2、所述调整电机32和所述位置模块4相连接。根据所述导向装置2实时获得的太阳位置信息，控制所述调整电机32，调整所述太阳能管1与太阳入射光线垂直。

如图2所示，图2为所述导向装置2的结构示意图，所述导向装置2自上至下包括折光层21、吸热层22、热致变形层23、压电层24和电极层25，其中所述折光层21设置有若干个引光面211，每个所述引光面211与水平面所呈的夹角不同，不同的所述引光面211对应不同的太阳位置，只有当太阳直射所述引光面211，太阳光才能进入所述折光层21，太阳光进入所述折光层21后照射到所述吸热层22，若太阳非直射所述引光面211，阳光将斜射入其他所述引光面211而发生折射，无法落到所述吸热层22上；所述吸热层22吸收太阳光中的热能而温度升高；所述吸热层22温度升高使得位于所述吸热层22下的所述热致变形层23温度升高，所述热致变形层23温度升高发生形变；所述热致变形层23形变对所述压电层24产生作用力，所述压电层24由于力的作用其内部会产生极化现象，同时所述压电层24两个相对表面会出现正负相反的电荷；所述压电层24产生电荷会被所述电极层25收集起来并且能够识别产生形变的位置，从而将信号发送给所述处理器5，所述处理器5将所述导向装置2发送的形变位置信息与所述位置模块4内的储存数据相对照从而获得太阳位置信息，并控制所述调整电机32，调整所述太阳能管1与太阳入射光线相垂直。更好地，相邻的所述引光面211之间设置有缺口212，由于太阳光需要直射才能进入所述折光层21，因此所述缺口212的设置使得太阳光不能一直进入所述折光层21，即所述导向装置2不会每时每刻向所述处理器5发送位置信息，所述处理器5无需一直控制所述调整电机32调整所述太阳能管1与太阳入射光线相垂直。所述位置模块4内储存有所述热致变形层23变形位置与该太阳位置相对应的数据；更好地，所述吸热层22由导热性良好的石墨或石墨烯制成，能够有效吸收太阳的热量并传给所述热致变形层23；所述热致变形层23由形状记忆合金制成，受热后变形，不受热则恢复原有的形状；所述压电层24由压电陶瓷制成。当太阳照射到所述导向装置2上时，所述导向装置2和所述位置模块4可获得太阳的位置信息，并将太阳的位置信息实时反馈给所述处理器5，所述处理器5根据太阳的位置信息控制所述调整电机32，所述调整电机32驱动所述支架31调整所述太阳能管1和太阳入射光线垂直。

本发明结构简单，且无需工作人员操作，真正实现了自动追踪太阳，有效提高了太阳能的利用率；且由于所述引光面211上所述缺口212的设置，所述处理器5间歇控制所述太阳能管1与太阳入射光线垂直，减少所述调整电机32的工作时间和驱动所述调整电机32的能源，能够有效增长所述调整电机32的寿命，且虽然是间歇调整所述太阳能管1与太阳入射光线相垂直，但太阳入射光线和所述太阳能管1依然是接近于垂直状态，太阳能的收集依然保持较高效率。

实施例二

如图1-4所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例的所述折光层21上的所述引光面211设置为五个，分别包括第一引光面2111、第二引光面2112和第三引光面2113，所述第一引光面2111位于所述折光层21的中部，所述第二引光面2112分别对称分布所述第一引光面2111的两侧，所述第三引光面2113与所述第二引光面2112相邻，且对称分布在所述第一引光面2111两侧，所述第二引光面2112位于所述第一引光面2111和所述第三引光面2113之间，将所述折光层21设置为向上凸的半圆形状，则五个所述引光面211在所述折光层21上呈半圆形状分布，半圆形状的设置有利于对太阳能的充分收集。如图3所示，当太阳直射位于所述导向装置2截面中间部分的所述第一引光面2111时，太阳的入射光线与所述第一引光面2111垂直并进入所述折光层21，进入所述折光层21后照射在所述吸热层22上与所述第一引光面2111相对应的位置；所述吸热层22上与所述第一引光面2111相对应处吸收太阳光中的热量，并将热量传递至所述热致变形层23；所述热致变形层23接收到热量后发生膨胀变形，形成中间宽两边窄的情况，在所述热致变形层23膨胀变形过程中会不断对所述压电层24产生挤压，挤压行为会对所述压电层24产生应力作用；所述压电层24受到来自所述热致变形层23应力的作用时，由于所述压电层24采用压电陶瓷制成，在受到外力的作用下，所述压电层24的内部会产生极化现象，同时在所述压电层24与所述热致变形层23相接触的表面上会出现负电荷，与所述负电荷相对应的表面上会出现正电荷；位于所述压电层24下方的所述电极层25收集所述压电层24由于极化现象产生的电荷，产生电信号并识别出所述热致变形层23变形的位置，再将位置信息发送至所述处理器5；当太阳不在直射所述第一引光面2111时，太阳光线不再进入所述折光层21，所述吸热层22不再吸收热量，且原先吸收的热量也慢慢消耗殆尽，所述热致变形层23恢复至原来的形状，不再对所述压电层24产生挤压行为，所述电极层25随即停止发送信号。如图4所示，当太阳偏向所述第一引光面2111并直射所述第二引光面2112时，光线照射在所述吸热层22边缘的位置，与所述吸热层22边缘位置对应的所述热致变形层23边缘位置收到热量后膨胀变形，所述热致变形层23边缘受热部分向所述压电层24扩张，形成中间宽两边窄的情况，在所述热致变形层23膨胀变形过程中不断对所述压电层24产生挤压，所述压电层24受到挤压，内部产生极化现象，出现负电荷和正电荷，所述电极层25收集电荷，产生电信号并识别出所述热致变形层23变形的位置，再将位置信息发送至所述处理器5；当太阳不再直射所述第二引光面2112时，太阳光线不再进入所述折光层21，所述吸热层22不再吸收热量，原先吸收的热量慢慢消耗殆尽，所述热致变形层23恢复原来的形状，不再对所述压电层24挤压，所述电极层25也停止发送信号。

实施例三

如图5所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例中所述折光层21设置为向下凹的半圆形状，则设置在所述折光层21上的五个所述引光面211形成向下凹的形状，如此设置，首先使得所述引光面211的安装更加简单、牢固，由于所述折光层21向下凹，在其凹面上放置所述引光面211更加容易，且所述引光面211放置在所述凹面上更加稳固，其次所述引光面211被围合在所述折光层21内，所述折光层21向下凹的设置对所述引光面211一定程度上具有保护作用，再次还能够节省材料。

实施例四

如图6所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于所述折光层21的形状设置为半椭圆形，所述折光层21上均匀设置有第四引光面2114、第五引光面2115和第六引光面2116，所述第四引光面2114位于所述折光层21的中部，所述第五引光面2115和所述第六引光面2116分别位于所述引光面211A的两侧。当太阳光从所述第四引光面2114垂直射入所述折光层21时，由于所述第四引光面2114位于所述折光面的中部，入射光线垂直进入所述折光层21；当太阳光从所述第五引光面2115或所述第六引光面2116射入所述折光层21时，由于所述第五引光面2115和所述第六引光面2116位于所述折光层21的两侧位置，偏离中间位置，其射入所述折光层21的太阳光会发生折射，所述第五引光面2115和所述第六引光面2116的折射光线不会越过所述第四引光面2114的入射光线。以所述第四引光面2114为中心，将所述折光层21分为左侧区域和右侧区域，本实施例如此设置使得位于所述折光层21两侧位置的引光面211进入所述折光层21后的光线各自在各自侧的区域，不会出现位于所述第四引光面2114左侧位置的引光面211进入所述折光层21后的光线出现在所述折光层21的右侧区域，或位于所述第四引光面2114右侧位置的引光面211进入所述折光层21后的光线出现在所述折光层21左侧区域，也即所述第四引光面2114和所述第五引光面2115由所述折光层21进入所述吸热层22的光线具有大致相同的方向。

实施例五

如图6、7所示，本实施例与上述实施例不同之处在于，在所述吸热层22、所述热致变形层23、所述压电层24和所述电极层25的表面上设置曲线线条，所述曲线线条的截面是一条具有直线部分、峰部26和谷部27的线条，包含峰部26的线条称作峰段，包含谷部27的线条称作谷段。其中所述线条的函数方程为：峰段：y＝k1(x+b1)²+b3；谷段：y＝k2(x+b2)²+b4；k2＝Tk1；T∈(3,5)其中，K1,k2为描述曲线变化率的常数，b1，b2，b3，b4为无关常数，根据曲线实际位置确定。

在使用过程中，由于阳光移动通过较为缓慢，这种缓慢使得传感器无法判断阳光是否在移动，为了强化阳光的移动带来的变化，将阳光扭转到某一角度，将产生一个较大的电信号变化，因此本实施例在所述吸热层22、所述热致变形层23、所述压电层24和所述电极层25的表面上设置所述曲线线条。所述吸热层22设置为具有峰部26和谷部27的结构，能够有效增大其表面积，进而可以吸收更多的热量；所述热致变形层23的表面结构设置为所述曲线线条，可以增大其变形程度，进而有利于所述压电层24产生更多电荷以及所述电极层25收集更多电荷。所述压电层24上下两面的表面上均设置为所述曲线线条，如图7所示，由于所述压电层24上下两面均设置有峰部26、谷部27结构，将所述压电层24上两个相对的谷部27间的厚度称为宽部28，所述宽部28的的厚度大于所述直线部分的厚度，如此所述压电层24的整体厚度将变厚，所述压电层24变厚更加有利于产生更多的电荷。由于所述峰段比所述谷段有着更为平缓的曲线形态，所述谷段比所述峰段更为陡峭，平缓的变化将导致光-热-电的变化也趋于平缓，平缓的电信号变化不易被检测出来。如图6所示，当阳光从A1位置移动到B1位置时，阳光在所述吸热层22上的位置首先经过一端平缓的峰段，此时电信号缓慢地变化，而后阳光经过陡峭的谷段，陡峭的谷段使电信号产生剧烈的变化，这种差值使得所述处理器5能够更为敏感地检测出阳光得位置变化。

本实施例还在所述峰部26和所述谷部27之间设置有用来将光线集中到所述谷部27的第一反射层29。所述第一反射层29将落在所述峰部26和所述谷部27之间的光线全部反射到所述谷部27，有利于所述谷部27吸收更多地热量。

实施例六

与实施例五不同之处在于，本实施例中所述吸热层22、所述热致变形层23、所述压电层24和所述电极层25表面的结构设置成多段式结构，如图8所示，所述多段式结构自左至右包括上坡段201、第一U形段202、中间段203、第二U形段204及下坡段205，所述上坡段201可以设置成斜向上的平滑的曲线，所述上坡段201的最顶端作为所述第一U形段202的起始位置，所述第一U形段202由三段直线组成，分别是从所述上坡段201顶端垂直向下构成的第一垂直段、所述第一U形段202的底部直线段以及从所述底部直线段右端点垂直向上构成的第二垂直段，所述第一垂直段和所述第二垂直段的高度相同。由所述第二垂直段的顶端斜向下方设置第一弧段，并由所述第一弧段的底部端点D斜向上方设置第二弧段，所述第一弧段与所述第二弧段以所述底部端点D所在的竖直线左右对称，所述第一弧段和所述第二弧段构成所述中间段203，所述第二U形段204与所述第一U形段202以所述底部端点D所在的竖直线左右对称。所述下坡段205与所述上坡段201以所述底部端点D所在的竖直线左右对称。所述U形段的底部直线段在垂直方向上低于所述底部端点D的位置，所述底部端点D的位置在垂直方向上低于所述第一垂直段的顶端位置。进一步的，所述上坡段201还可以设置成斜向上方的直线，所述下坡段205设置成斜向下方的直线。

本实施例中将所述吸热层22、所述热致变形层23、所述压电层24和所述电极层25表面的结构设置成多段式，使得本发明在使用过程中能够明确分辨阳光移动带来的变化，进而能够更加准确的检测太阳的位置。

实施例七

本实施例与实施例五的不同之处在于所述压电层24和所述电极层25的结构和配合关系。本实施例中所述压电层24由若干并列放置的长方体的压电陶瓷构成；各个所述电极层25两侧依次分别与相邻的压电陶瓷得上表面和下表面接触，所述电极层25与所述处理器5信号连接。如图9示，本实施例优先使用三个压电陶瓷分别是第一压电陶瓷241、第二压电陶瓷242和第三压电陶瓷243以及第一电极层251和第二电极层252。当应力作用在所述第一压电陶瓷241上时，由于极化作用所述第一压电陶瓷241上表面产生负电荷，下表面产生正电荷，下表面的正电荷被所述第一电极层251收集，所述第一电极层251此时带上正电；随着阳光照射位置的变化，应力作用慢慢由所述第一压电陶瓷241转移到所述第二压电陶瓷242。转移过程中，所述第二压电陶瓷242上表面产生负电荷，下表面产生正电荷，所述第二压电陶瓷242上表面的负电荷也被所述第一电极层251收集，并与所述第一电极层251上原有的正电荷相互抵消。随着应力作用慢慢转移到所述第二压电陶瓷242上，所述第一电极层251上的负电荷越来越多，电性也从正转为负，电性一正一负的改变，变化更加明显，更加有利于所述电极层25方便地检测到位置的改变。同样地当应力作用转移至所述第三压电陶瓷243上时，所述第二电极层252的变化与所述第一电极层251类似。

实施例八

在上述实施例的基础上，如图10、11所示，本实施例中所述支架31包括底座311、支杆312和限位架313，所述底座311固定在建筑物上，所述底座311的形状为圆形或方形，所述底座311与所述建筑物平面通过螺栓连接。所述支杆312与所述底座311连接，所述支杆312包括固定杆3121、细杆3122和球头3123，所述固定杆3121与所述细杆3122及所述球头3123一体形成，一体设置能够增加所述支杆312的强度。所述固定杆3121与所述底座311连接，所述球头3123与所述限位架313连接，所述限位架313包括平板架3131和连接槽3132，所述平板架3131用于固定所述太阳能管1，所述平板架3131与所述调整电机32电连接，所述平板架3131与所述连接槽3132一体形成，所述连接槽3132与所述球头3123可拆卸连接。如图12、13所示，所述连接槽3132为空心柱形结构，在所述空心柱形结构上均匀设置若干长形槽口3133，本实施例中优选在所述柱形结构上均匀开设四个所述长形槽口3133，所述长形槽口3133的设置有利于所述球头3123与所述连接槽3132的连接。所述长形槽口3133将所述柱形结构划分为四个第一弧形板3134，在所述第一弧形板3134内壁的中部设置凹面，所述凹面与所述球头3123相适应，所述球头3123可以在所述凹面内自由旋转，所述连接槽3132的一端与所述平板架3131连接，所述连接槽3132的另一端口设置向内的具有一定弹性的弧度，将所述球头3123卡入所述连接槽3132内，所述球头3123在所述连接槽3132内可以在水平面上进行360°旋转。由于所述连接槽3132上设置所述长形槽口3133，使得所述第一弧形板3134具有一定的弹性，所述球头3123是弹性卡入所述连接槽3132内，二者的连接强度不足，因此在将所述球头3123卡入所述连接槽3132之前，在所述球头3123上套设一空心螺母314，当所述球头3123卡入所述连接槽3132内，将所述空心螺母314旋入所述连接槽3132的外壁上，使得所述空心螺母314与所述连接槽3132螺纹连接，相应的，在所述连接槽3132的外壁上设置外螺纹，在所述空心螺母314的内壁上设置内螺纹，同时所述球头3123也在所述空心螺母314内，所述球头3123与所述连接槽3132的外部设置有所述空心螺母314，以增加二者的连接强度。所述处理器5控制所述调整电机32，进而调整所述平板架3131的位置，使得所述太阳能管1与太阳入射光线相垂直。更好地，在所述底座311的底面设置防滑结构，以进一步增加所述底座311与建筑物之间的连接强度。本实施例中所述支架31能够进行360°自由旋转，可任意调整太阳能管1位置。

实施例九

本实施例与实施例八的不同之处在于，如图14、15所示，所述底座311包括支撑圆柱3111和连接部，所述连接部设置在所述支撑圆柱3111的上端面上，所述连接部的截面是由第一段线与第二段线形成的封闭曲线，所述第二段线是沿所述支撑圆柱3111顶面圆周长的1/4-1/3向上延伸一定高度形成的，所述第一段线用于连接所述曲线的两个端点。所述连接部用于连接所述支杆312与所述底座311。所述连接部为实心体，其截面形状是由直线段和弧线段连接而成，所述弧线段的弧长占所述圆柱顶面圆周长的1/4-1/3，所述连接部包括第一连接部3112和第二连接部3113，所述第一连接部3112和所述第二连接部3113设置在所述支撑圆柱3111的对称位置，所述第一连接部3112与所述支撑圆柱3111可拆卸连接，所述第二连接部3113与所述支撑圆柱3111一体连接，将所述第一连接部3112可拆卸连接于所述支撑圆柱3111有利于所述支杆312与所述底座311之间的装配。如图16所示，在所述第一连接部3112的侧面上设置有连接孔3114，所述连接孔3114贯通所述第一连接部3112的两个侧面；如图17所示，在所述第二连接部3113的内侧面上，即靠近所述第一连接部3112的一侧上设置有第一齿轮3115，与所述第一齿轮3115同心设置有第一螺栓孔3116，所述第一螺栓孔3116贯通所述第二连接部3113的两个侧面。如图18-20所示，将所述支杆312的一端设置圆弧，并与所述连接部连接，所述支杆312的另一端与所述限位架313连接，在所述支杆312与所述连接部连接的一端上设置有第一凸台和第二凸台3119，所述第一凸台和所述第二凸台3119对称设置在所述支杆312的对立侧面上，所述第一凸台的端部上设置有第二齿轮3117，所述第二齿轮3117与所述第一齿轮3115啮合连接，与所述第二齿轮3117同心设置有第二螺栓孔3118，所述第二螺栓孔3118在所述支杆312上贯通。将所述支杆312放置于所述第一连接部3112与所述第二连接部3113之间，使得所述第二齿轮3117与所述第一齿轮3115啮合连接，所述第二凸台3119卡入所述连接孔3114内，并将所述支杆312与所述底座311通过螺栓进行连接，具体的，将所述螺栓***所述第一螺栓孔3116和所述第二螺栓孔3118内，并用螺母固定所述螺栓，进而将所述支杆312与所述底座311连接起来，且在所述第一齿轮3115和所述第二齿轮3117啮合连接时，所述支杆312可绕所述底座311进行360°旋转。当需要调整所述支杆312与所述底座311的位置关系时，将所述螺栓旋松，即可对所述支杆312进行调整，操作方便，且结构简单。

本实施例通过调整所述支杆312相对所述底座311的角度关系以及所述支杆312与所述限位架313的位置关系，实现了所述支架31的双级调控，使得所述支架31的调整更加精确。

实施例十

在实施例一的基础上，本实施例还包括一水箱，所述水箱与所述太阳能管1连接，所述太阳能管1包括内管和外管，所述内管插接在所述外管的内腔，所述内管与所述外管之间形成真空腔，所述内管的外壁上涂覆有四靶膜，所述四靶膜自内至外包括铜膜、钢膜、铝膜及第四膜，所述第四膜包括钛、锆、锌或镍膜，本实施例在原有太阳能管的基础上涂覆所述四靶膜，使得所述太阳能管对太阳能的吸收率较高，并能够减少所述太阳能管对太阳能的发射率及热损系数，本实施例中采用铜、钢、铝及钛四靶膜，其吸收率达到91％以上，发射率低于6％，热损系数小于0.6W/(m²﹒℃)。本实施例还在所述内管的外壁上设置有光伏电池，所述光伏电池可拆卸连接在所述内管的一侧面上。夏季太阳日照时间延长，温度较高，且家庭热水用量较少，因此太阳能热水器中的热水量较为充足，若太阳能管1一直吸收太阳热量对水箱或水管中的水进行加热，常会造成热水器中的热水温度较高，容易发生烫伤情况，且太阳能得不到合理有效的利用。因此本实施例通过在所述太阳能管1上设置所述光伏电池，使得所述太阳能管1能够将吸收的太阳能同时转化为热能和电能，实现了太阳能的高效利用。本实施例中所述支架31是由上下左右四根支管构成的方形架，在上下两根所述支管上分别设置有第一圆孔，所述第一圆孔的数量与所述太阳能管1的数量一致，且所述第一圆孔的尺寸与所述太阳能管1尺寸相适应，所述太阳能管1的两端设置在所述第一圆孔内，并有一部分伸出所述第一圆孔外，所述太阳能管1两端设置有套筒，所述套筒的一端与所述太阳能管1连接，且与所述太阳能管1连接部位设置有保护套，所述保护套的设置能够减少旋转对所述太阳能管1的磨损，所述套筒的另一端与第一旋转轴连接，所述第一旋转轴通过第三齿轮在第一驱动电机的带动下进行转动，进而带动所述太阳能管1绕自身轴转动。正常情况下，将所述内管上连接有所述光伏电池的一侧背对着阳光，使得所述太阳能管1接收到的太阳能首先转化为热能，在所述水箱内设置第一温度传感器，用于感知所述水箱中的水温，所述第一温度传感器与所述处理器5信号连接，所述第一温度传感器将检测到的温度信号传递至所述处理器5内，所述处理器5内设置有分析模块，经所述分析模块比对后，若当前水温超过预先设定的温度，所述处理器5控制所述第一驱动电机，通过所第三齿轮传动使得所述太阳能管1在所述第一驱动电机的带动下进行转动，进而使得所述内管上设置有所述光伏电池的一侧向着阳光，此时所述光伏电池接收太阳能并将太阳能转化为电能储存在所述光伏电池内。另外，所述光伏电池在在进行光电转换过程中，通常会产生大量的热量，由于所述光伏电池是设置在所述内管的外表面上，因此，所述内管内的吸热介质可以将所述光伏电池产生的热量带走，不仅实现了对所述光伏电池的降温处理，提高了光电转换效率，还不影响所述太阳能管1对热量的吸收以及用户对热水的使用需求，大大提高了太阳能的综合利用效率，有效进行能源再利用。

本实施例在所述太阳能管上涂覆所述四靶膜，能够有效提高光吸收率，且所述光伏电池的设置，进一步提高了太阳能的综合效率。

实施例十一

本实施例与实施例十的不同之处在于，在所述内管的内壁上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述处理器5信号连接，在所述内管的外壁上设置有涂层，所述涂层包括所述四靶膜和第二反射层，所述四靶膜用于促进所述太阳能管1对太阳光的吸收，所述第二反射层用于将照射到所述太阳能管1上的太阳光反射出去，减少所述太阳能管1对太阳光热量的吸收。所述四靶膜的截面弧长占所述内管外表面周长的1/2，所述第二反射层的截面弧长占所述内管外表面周长的1/2，即在所述内管外表面圆周上，所述四靶膜和所述第二反射层各占一半。正常情况下，所述四靶膜暴露在阳光下，当所述第二温度传感器检测到的所述内管内的水温达到设定值时，将所述太阳能管1旋转180°，使得所述第二反射层暴露在阳光下，此时所述太阳能管1吸收太阳光的热量减缓，避免了吸收太多热量造成的用水不便以及对太阳能管1造成的不利影响。

本实施例还在所述外管的外壁上涂覆疏水膜，所述疏水膜具有较高的透光率，基于所述外管为高硼硅玻璃管，在其表面上涂抹一层高透光率且疏水的涂料后，使得空气中的灰尘或污浊液体难以附着在所述太阳能管玻璃外管的表面，同时所述疏水膜的设置也使得灰尘及污浊液体易被雨水冲洗掉，减少玻璃外管受到污染，提高所述太阳能管的自清洁能力以及对太阳能的利用效率。

本实施例中在所述太阳能管的所述内管上涂覆所述四靶膜和所述第二反射层，在所述外管上设置所述疏水膜，不仅避免所述太阳能管过度吸热带来的不利影响，还大大提高了太阳能的利用效率。

实施例十二

本实施例与实施例十和实施例十一的不同之处在于，本实施例为了解决短暂停止使用太阳能热水器或减少所述太阳能管1对太阳光热量的吸收问题，采用如下技术手段：本实施例还包括遮光装置，所述遮光装置包括滑动件、遮光件及动力件，所述滑动件设置在所述支架31上，所述遮光件与所述滑动件连接，所述滑动件在所述动力件的带动下在所述支架31上移动，进而带动所述遮光件移动，使得所述太阳能管1被所述遮光件覆盖，所述动力件优选第二驱动电机。如图21所示，所述滑动件包括导轨301和电动小车302，所述导轨301设置在所述支架31的上层支管和下层支管上，所述导轨301上设置所述遮光件，所述遮光件包括支撑组件和交叉撑304，所述支撑组件由多个支撑件303平行排列而成，所述支撑件303是将两根竖直杆平行放置，并在所述竖直杆之间间隔设置多根横杆，所述支撑件303与所述导轨301滑动连接，具体地，在所述竖直杆的两端分别设置有滑块，所述滑块可在所述导轨301上移动。位于首尾两端的所述支撑件303与所述导轨301的连接不同于位于中间部分的所述支撑件303与所述导轨301的连接，位于首端的所述支撑件303与所述导轨301固定连接，位于尾端的所述支撑件303通过电动小车302与所述导轨301连接，具体地，如图22所示，在所述导轨301上设置所述电动小车302，所述电动小车302与所述第二驱动电机电连接，所述电动小车302上设置有卡块3021，尾端支撑件303的两根竖直杆的两端分别设置有与所述凸台相适应的卡槽3031，将所述卡块3021置入所述卡槽3031内，即可实现所述电动小车302与所述尾端支撑件303的连接。所述交叉撑304是由多根短杆根据平行四边形原理铰接而成的，在外力的推拉作用下，所述交叉撑304可实现自由伸缩，所述交叉撑304与所述横杆连接，当所述交叉撑304伸缩时所述支撑组件也随之收缩。如图23所示，在所述支撑组件的向阳面上的竖直杆间填充折叠板305，所述折叠板305由遮光材料制成，所述折叠板305由多块分板通过合页连接而成。所述第二驱动电机控制所述电动小车302在所述导轨301上移动时，由于位于尾端的支撑件303与所述电动小车302连接，因此位于尾端的支撑件303也随所述电动小车302移动，进而在所述交叉撑304的作用下，位于尾端的支撑件303带动位于中间的支撑件303移动，所述折叠板305在所述支撑件303的带动下由折叠状态变为铺展状态，当所述移动小车移动至所述支架31的端部时，所述支撑组件安全拉开，设置在所述支撑组件上的各个所述折叠板305也完全铺展开，设置在所述支架31上的太阳能管1被所述折叠板305覆盖，不再吸收太阳能。

实施例十三

本实施例与实施例十二的不同之处在于，所述遮光装置包括执行机构、滑动机构及动力机构，所述执行机构和所述滑动机构均设置在所述支架31上，所述动力机构分别与所述执行机构和所述滑动机构连接，所述动力机构包括所述第二驱动电机和第三驱动电机。如图24所示，本实施例中所述支架31包括第一支管3101、第二支管3102、第三支管3103及第四支管3104，所述第一支管3101与所述第三支管3103对称，所述第二支管3102与所述第四支管3104对称。所述滑动机构包括所述导轨301和所述电动小车302，所述导轨301设置在所述第一支管3101和所述第三支管3103上，所述电动小车302设置在所述导轨301上，所述电动小车302与所述第二驱动电机连接。所述执行机构包括第二旋转轴3105，所述第二旋转轴3105设置在所述第二支管3102上，所述第二旋转轴3105与所述第二支管3102平行设置，所述第二旋转轴3105的两端分别通过U形杆3106与所述第二支管3102连接，所述U形杆3106的一端固定设置在所述第二支管3102上，另一端端部设置第二圆孔3107，所述第二圆孔3107在所述U形杆3106上不贯穿，所述第二旋转轴3105的两端分别放置在所述第二圆孔3107内，所述第二旋转轴3105的两端设置为与所述第二圆孔3107相适应的球形。所述第二旋转轴3105与所述第三驱动电机连接，当所述第二旋转轴3105在所述第三驱动电机的带动下进行旋转时，所述第二旋转轴3105的球形端部在所述第二圆孔3107内进行旋转。所述执行机构还包括有遮光布，所述遮光布设置在所述支架31的向着阳光的一面上，所述遮光布的一边与所述第二旋转轴3105固定连接，所述遮光布的另一端与所述电动小车302连接。所述遮光布绕在所述第二旋转轴3105上，所述遮光布的宽度与所述第二旋转轴3105的长度相适应。所述遮光布在所述电动小车302的带动下从所述第二旋转轴3105上铺展至所述支架31的向阳面上。当需要将所述遮光布收起时，所述第二驱动电机控制所述电动小车302向相反的方向移动，即所述电动小车302由所述第四支管3104向所述第二支管3102方向移动，同时，所述第三驱动电机启动，控制所述第二旋转轴3105旋转，所述电动小车302的移动速度与所述第二旋转轴3105旋转的速度相适应，使得所述电动小车302恢复原位的速度与所述遮光布卷在所述第二旋转轴3105上的速度一致。

实施例十四

在上述实施例的基础上，本实施例涉及一种太阳能***，如图25所示，所述太阳能***包括集热器、储水箱、备用水箱、泵***，所述集热器、所述储水箱及所述备用水箱中均设置有温度检测装置，所述储水箱中还设置有水位检测装置，所述集热器与所述储水箱之间及所述储水箱与所述备用水箱之间均通过所述泵***连接，所述温度检测装置、所述水位检测装置及所述泵***均与所述处理器信号连接。所述泵***包括第一管道、第二管道及循环泵，所述集热器的出水口与所述储水箱的进水口通过所述第一管道连接，所述集热器的进水口与所述储水箱的出水口通过所述第二管道连接，在所述第一管道或所述第二管道上设置有所述循环泵，所述循环泵与所述处理器信号连接，所述处理器能够控制所述循环泵开启或关闭。所述温度检测装置包括第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器，在所述集热器内设置有所述第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述处理器信号连接，所述处理器可以通过所述第一温度传感器检测所述集热器内的水温。在所述储水箱内设置有所述第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述处理器信号连接，所述处理器可以通过所述第二温度传感器检测所述储水箱内的水温。所述泵***还包括第三管道、水箱间泵及冷水泵，所述备用水箱与所述储水箱通过第三管道连接，所述第三管道上设置有所述水箱间泵，所述水箱间泵与所述处理器信号连接，所述处理器可以控制所述水箱间泵的开启与关闭，所述备用水箱内还设置有所述第三温度传感器，所述第三温度传感器与所述处理器信号连接，所述处理器通过所述第三温度传感器可以检测到所述备用水箱内的水温。所述储水箱上还设置有所述冷水泵，所述冷水泵用于向所述储水箱中补充冷水。

所述储水箱内还设置有水位检测装置，用于检测所述储水箱内的水位，所述水位检测装置与所述处理器信号连接。所述集热器吸收太阳能热量并加热其内部的水，当所述集热器中的水温达到设定值时，所述处理器控制所述循环泵开启，将所述集热器内的热水泵入所述储水箱，所述储水箱中的水同时循环回流至所述集热器继续进行加热，如此循环加热，使得所述储水箱中的水温逐渐升高。当所述储水箱内的水温达到设定温度时，所述处理器控制所述水箱间泵启动，所述水箱间泵将所述储水箱中的热水泵入所述备用水箱内，与此同时，所述处理器控制所述冷水泵开启，所述储水箱中有冷水进入，与所述储水箱中的热水混合进入所述备用水箱。当所述备用水箱中的水温低于设定温度(如60℃)时，所述处理器关闭所述水箱间泵，所述储水箱内的水不再进入所述备用水箱，所述备用水箱的外壁内表面上还设置有保温层45，使得所述备用水中的水温恒定。当所述储水箱中的水位达到设定值时，所述处理器控制所述冷水泵关闭，停止向所述储水箱中补充冷水。本实施例通过设置所述备用水箱，使得所述集热器内加热的热水可以储存至所述备用水箱，不仅能够确保满足用户热水使用需求，还能够充分利用太阳能，使其转化为更多的热能，提高太阳能利用率，且能够缓解由于水温过高造成所述太阳能管1损坏；另外，由于所述备用水箱中的水温恒定，用户从所述备用水箱中用水不会出现突然出现冷热水的现象。本实施例还采用循环泵将所述集热器内的热水与所述储水箱内的冷水进行循环交替，有效解决了现有技术中采用自然循环带来的水箱及管路安装条件苛刻、浪费空间、影响美观以及太阳能换热效率低下等问题。本实施例中所述水箱无需像自然循环产品一样高挂在墙壁上，管路可以预埋或隐蔽，无需一定裸露在外而影响美观度。

实施例十五

在实施例十四的基础上，如图26所示，本实施例中所述储水箱包括外壳41、内胆42，所述内胆42的一端设置通气口43，所述通气口43与外界相通，所述内胆42的底部设置进出水口44，所述进出水口44伸出所述外壳41，所述外壳41与所述内胆42之间填充保温层45，所述保温层45中设置引出管46，所述引出管46的一端与所述内胆42的底部连通，所述引出管46的另一端伸出所述外壳41并与所述水位检测装置连接，本实施例中所述水位检测装置为压差传感器47，所述压差传感器47通过乳胶管48与所述引出管46连接，所述乳胶管48为倒U形，具体地，所述压差传感器47的高压侧与所述乳胶管48连接，所述压差传感器47的低压侧连通大气。在所述引出管46与所述内胆42底部相通处的压力使得所述引出管46内的空气受到压缩，且压力传递至所述压差传感器47。本实施例中所述压差传感器47优选电阻应变式压差传感器，所述电阻应变式压差传感器的应变片测量电桥需要的电源由直流稳压电源提供，应变测量桥的输出电压经线性放大器放大，再经恒流电路后输出，输出信号远程显示至所述处理器，通过所述处理器控制所述冷水泵的开启或关闭。本实施例中所述储水箱的水位测量与现有技术通常将水位传感器放置于所述内胆42中不同，由于所述内胆42中的水温通常较高，将水位传感器长期置于其中，表面易结垢，且水位传感器反复经受温差较大的冷热变化，容易老化，本实施例将所述压差传感器47设置在所述储水箱外，有效避免了现有技术中水位传感器表面结垢及老化造成的水位检查失灵以及频繁更换水位传感器的麻烦，且检测效率及灵敏度均较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种四靶太阳能收集装置，其特征在于，包括支架、太阳能管、导向装置及传动装置，所述支架用于安置所述太阳能管和所述导向装置，所述传动装置与所述太阳能管连接，在所述太阳能管内管的外壁上涂覆四靶膜，所述内管的一侧面上还可拆卸连接有光伏电池，所述太阳能管通过所述传动装置可绕自身轴转动。

2.如权利要求1所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述四靶膜自内至外包括铜膜、钢膜、铝膜及第四膜，所述第四膜包括钛、锆、锌或镍膜。

3.如权利要求1所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述光伏电池的截面弧长小于所述太阳能管内管外表面周长的1/2。

4.如权利要求1-3任一项所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述传动装置包括第一驱动电机、第三齿轮及第一旋转轴，所述第一旋转轴通过套筒与所述太阳能管的端部连接，且所述套筒与所述太阳能管接触处设置有保护套，所述第一旋转轴通过所述第三齿轮在所述第一驱动电机的带动下进行旋转，进而带动所述太阳能管旋转。

5.如权利要求1-3任一项所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述支架是由上下左右四根支管构成的方形架，且上下两根支管上均开设第一圆孔，所述第一圆孔的数量和尺寸与所述太阳能管相适应。

6.如权利要求1-3任一项所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述导向装置自上至下包括折光层、吸热层、热致变形层、压电层和电极层。

7.如权利要求6所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述折光层的形状设置为向上凸的半圆形、向下凹的半圆形或半椭圆形状。

8.如权利要求7所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述折光层上设置若干引光面，相邻的所述引光面之间设置有缺口。

9.如权利要求8所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述吸热层、所述热致变形层、所述压电层及所述电极层的表面结构设置为截面为一条具有直线段、峰段和谷段的线条，且所述线条的函数方程为：

峰段：y＝k1(x+b1)²+b3

谷段：y＝k2(x+b2)²+b4 k2＝Tk1 T∈(3,5)

其中，K1,k2为描述曲线变化率的常数，b1，b2，b3，b4为无关常数，根据曲线实际位置确定。

10.如权利要求9所述的四靶太阳能收集装置，其特征在于，所述峰段包括峰部，所述谷段包括谷部，在所述峰部和所述谷部之间设置有第一反射层，用于将落在所述峰部和所述谷部之间的光线反射到所述谷部。