CN113932463A - 一种用于采集太阳能的混凝土与系统及其采集方法 - Google Patents

Abstract

一种用于采集太阳能的混凝土与系统及其采集方法是一种利用凸透镜聚光原理，将凸透镜与反光基材、透光晶体组合成太阳能收集构件后按照矩阵排列埋入砂石混凝土或沥青混凝土其中一种形成一种采集太阳能的混凝土，且太阳能收集构件的透光晶体的上表面暴露于砂石混凝土或沥青混凝土外，将太阳能收集构件、热传导媒介、媒介管道、保护套、防撞垫、抗压锁扣、固定扣组成太阳能采集系统；其太阳能的采集方法是将太阳能收集构件按照矩阵排列在媒介管道上，通过太阳能收集构件收集太阳光的能量在媒介管道内聚集发热，加热媒介管道内的热传导媒介，再将热传导媒介所吸收的热能通过连接能量转换设备转换成其它能源形式或直接用于生产、生活。

Description

一种用于采集太阳能的混凝土与系统及其采集方法

技术领域：

本发明涉及太阳能采集材料选用与太阳能的采集、使用及能源转换领域，具体的说本发明所发明的混凝土具备太阳能的采集功能，本发明可以在以下几个领域得到利用：1、收集构筑物上的太阳能用于直接作为生活能源。2、收集地面的太阳能在转化为热能后可直接近距离地用作生活、生产能源，比如：供暖、供应热水、为动力提供能源。3、收集的太阳能通过发电设备进行能量转换后可以远距离输送用于生活、生产活动，比如：将收集的太阳能将水变成蒸汽推动蒸汽机发电、将收集的太阳能使密闭空间形成快速流动的流体推动涡轮机发电。4、在公路、铁路底下设置本发明的太阳能采集系统可以直接使低温时的公路、铁路的冰雪融化。5、在植物所种植区域设置本发明的太阳能采集系统可以使低温时节的植物的根系得到满足生长发育的温度。6、可以将本发明的太阳能采集系统用于水域的植物种植与水产养殖。

背景技术：

当前，在太阳能的采集领域，已经在应用的主要是光伏发电、太阳能热水器，偶尔也有教学人员用凸透镜取火实验，但是在相关技术领域，还没有相关技术通过利用凸透镜的聚光原理将将一种由凸透镜组成的太阳能收集构件混合于砂石混凝土或沥青混凝土其中一种中制作成一种用于收集太阳能的混凝土，将太阳能收集起来直接或通过能源转换的方式用于生活与生产。本发明利用凸透镜的聚光原理，将一种由凸透镜组成的太阳能收集构件混合于砂石混凝土或沥青混凝土其中一种中制作成一种用于收集太阳能的混凝土，将太阳能收集起来直接或通过能源转换的方式用于生活与生产，具体的方案是：在地面设置媒介管道，在媒介管道上按照一定的矩阵设置保护套，且保护套朝上，在与保护套截面的中心点在同一轴线上固定好媒介管道内壁上的固定扣，将防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞齐边，将太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内后，凸透镜的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，且凸透镜的焦点聚焦在媒介管道的截面的中心位置，固定抗压锁扣，使抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中，使媒介管道形成密闭空间，为便于从媒介管道内通过拆装固定扣完成太阳能收集构件的拆装，将媒介管道的管径设置成作业人员方便作业的大小，每若干距离设置检修口，检修口采用便于开闭的高压密闭阀封闭，在媒介管道的端口1连接热传导媒介源，媒介管道的端口2连接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户，在媒介管道内注入热传导媒介并使太阳能收集构件的聚光焦点没入热传导媒介中，用砂石混凝土或沥青混凝土其中一种浇筑太阳能收集构件之间的空隙，使砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件凝固在一起形成一种用于采集太阳能的混凝土，也可以用泥土、沙石中任意一种基材填充太阳能收集构件之间的空隙，将太阳能收集构件的透光晶体的上表面擦拭干净并暴露于光照中收集太阳能，太阳光通过透光晶体后经过凸透镜聚焦在媒介管道内形成高温焦点，将媒介管道内的热传导媒介加热，形成高温液体或高压气体，直接或间接转换成可用于生活与生产的能源。本发明从根本上规避了人类对化学能源的依赖，将从根本上解决碳排放的问题，使地球的环境从根本上得到改善。本发明有益效果：1、从根本上解决了能源可再生问题。2、从根本上解决了碳排放问题。3、从原材料上解决了采集太阳能的成本问题。4、解决了基材的替代问题。5、解决了太阳光可以进行广泛的收集并利用问题。6、解决了太阳能的转换问题。7、解决了太阳能的远距离输送的问题。

发明内容：

为实现太阳能的广泛采集并利用，逐步使太阳能代替化学能源，从根本上解决碳排放问题，促进生态平衡，本人发明了一种用于采集太阳能的混凝土与系统及用于采集太阳能的方法，具体原理是：利用凸透镜的聚光原理将将一种由凸透镜组成的太阳能收集构件混合于砂石混凝土或沥青混凝土其中一种中制作成一种用于收集太阳能的混凝土，通过太阳能收集构件对太阳光进行聚焦后将热传导媒介加热，形成高温液体或高压气体，直接或间接转换成可用于生活与生产的能源。具体方案如下：用于采集太阳能的系统由太阳能收集构件、热传导媒介、媒介管道、保护套、防撞垫、抗压锁扣、固定扣组成。太阳能收集构件由反光涂层、透光晶体与凸透镜组成，进一步的，所述反光涂层由水银、锌涂层构成，所述透光晶体由玻璃、玻璃包水、透明塑料包水等任意一种透光基材制作而成，所述透光晶体制作成柱状、棱柱或锥台状、棱台状中任意一种，且上口设置有用于镶嵌抗压锁扣的凹槽，制作成锥台状、棱台状时，锥台状、棱台状的透光晶体锐角角度设置在80-90°之间为宜，在透光晶体外表面设置反光涂层将透光晶体包裹，反光涂层的反光面朝向透光晶体，另一面为不反光面层；透光晶体与凸透镜连为一体，两者均采用相同的透光基材制作而成，凸透镜的凸面弧度以聚光体与媒介管道之间的焦距进行设置。热传导媒介使用液体、气体中任意一种，易爆炸、有毒液体不宜作为热传导媒介，易产生爆炸的混合气体不宜作为热传导媒介。媒介管道采用塑料管、钢管、混凝土管、玻璃钢管、玻璃管中任意一种。保护套设置在媒介管道上，制作成管道形式，采用塑料管、钢管、混凝土管、玻璃钢管、玻璃管中任意一种。固定扣设置在媒介管道的内壁上，采用锁紧螺栓或插销固定，固定扣设置有孔洞1，孔洞1的中心点与保护套截面的中心点在同一轴线上，保护套略大于孔洞1。防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞1齐边。抗压锁扣设置在保护套上，抗压锁扣上设置有孔洞2，孔洞2的中心点与保护套截面的中心点在同一轴线上，且略小于透光晶体并镶嵌入透光晶体的凹槽中，抗压锁扣的开启方式采用推拉、平开均可，采用插销或螺栓固定均可。太阳能收集构件的固定方式采用太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内，凸透镜的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，固定抗压锁扣，抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中。基于一种用于采集太阳能的混凝土与系统的特征，其用于太阳能的采集方法采用以下步骤实施完成：

步骤1：在地面埋好媒介管道，媒介管道上的保护套朝上，固定好媒介管道内壁上的固定扣，使固定扣的中心与保护套截面的中心点在同一轴线上，将防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞齐边。

步骤2：将太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内后，凸透镜的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，且凸透镜的焦点聚焦在媒介管道的截面的中心位置，固定抗压锁扣，使抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中，使媒介管道形成密闭空间，为便于从媒介管道内通过拆装固定扣完成太阳能收集构件的拆装，将媒介管道的管径设置成作业人员方便作业的大小，每若干距离设置检修口，检修口采用便于开闭的高压密闭阀封闭。

步骤3：将媒介管道的端口1连接热传导媒介源，媒介管道的端口2连接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户。

步骤4：将媒介管道内注入热传导媒介并使太阳能收集构件的聚光焦点没入热传导媒介中。

步骤5：用砂石混凝土或沥青混凝土其中一种浇筑太阳能收集构件之间的空隙，使砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件凝固在一起形成一种用于采集太阳能的混凝土，也可以用泥土、沙石中任意一种基材填充太阳能收集构件之间的空隙，将太阳能收集构件的透光晶体的上表面擦拭干净并暴露于光照中收集太阳能。

附图说明：

一种用于采集太阳能的混凝土与系统及其用于采集太阳能的方法中一种用于采集太阳能的混凝土与系统包括以下构件(附图1为侧视剖面图)：

1太阳能收集构件 2热传导媒介 3媒介管道 4保护套 5防撞垫 6抗压锁扣 7固定扣 8砂石混凝土(或沥青混凝土、泥土、砂石) 9能量转换设备 10凸面 11焦点 12太阳光线13、太阳

1太阳能收集构件的组成构件

1-1反光基材 1-2透光晶体 1-3凸透镜 1-4凹槽

3媒介管道的组成构件

3-1端口1 3-2端口2

6抗压锁扣的组成构件

6-1孔洞2

7固定扣的组成构件

7-1孔洞1

一种用于采集太阳能的混凝土与系统及其用于采集太阳能的方法中一种用于采集太阳能的混凝土与系统中各构件的作用及其解决的问题：

1太阳能收集构件

作用：用于采集太阳光，同时用于替代部分常规混凝土基材。

解决的问题：解决混凝土采集太阳能的问题，同时解决利用廉价基材替代常规混凝土基材的问题。

2热传导媒介

作用：通过太阳光聚能发热将热传导媒介加热升温用于太阳能的存储、传导。

解决的问题：解决太阳能的存储、传导及能量转换的问题。

3媒介管道

作用：用于集中热传导媒介，使热传导媒介便于流动，同时用于固定太阳能收集构件并使太阳能收集构件整齐排列。

解决的问题：解决热传导媒介的集中且便于流动的问题，同时解决太阳能收集构件的排列与固定问题。

4保护套

作用：用于规避太阳能收集构件移动及损坏，起保护作用，同时用于规避太阳光在太阳能收集构件的反光基材破损的状况下直接进入混凝土，造成混凝土的损坏。

解决的问题：解决太阳能收集构件的移动及损坏的问题，同时解决在太阳能收集构件的反光基材破损的状况下太阳光直接进入混凝土，造成混凝土的损坏的问题。

5防撞垫

作用：用于规避太阳能收集构件移动及损坏，起保护作用，同时用于规避太阳光在太阳能收集构件的反光基材破损的状况下直接进入混凝土，造成混凝土的损坏。

解决的问题：解决太阳能收集构件的移动及损坏的问题，同时解决在太阳能收集构件的反光基材破损的状况下太阳光直接进入混凝土，造成混凝土的损坏的问题。

6抗压锁扣

作用：用于固定太阳能收集构件，同时用于抗媒介管道内的压强。

解决的问题：解决固定太阳能收集构件的问题，同时解决抗媒介管道内的压强问题。

7固定扣

作用：用于固定太阳能收集构件，同时用于从媒介管道检修太阳能收集构件。

解决的问题：解决固定太阳能收集构件的问题，同时解决从媒介管道检修太阳能收集构件的问题。

8砂石混凝土(或沥青混凝土、泥土、砂石)

作用：用于固定太阳能收集构件，与太阳能收集构件组成具备收集太阳能功能的混凝土。

解决的问题：解决固定太阳能收集构件的问题，同时解决新的混凝土的成本问题。

9能量转换设备

作用：用于收集的太阳能的能量转换。

解决的问题：解决太阳能的能量转换、存储及远距离输送的问题。

10凸面

作用：用于太阳光的聚集，通过太阳光聚能发热将热传导媒介加热升温，同时用于调整焦距。

解决的问题：解决太阳光的聚能发热使热传导媒介加热升温问题。

11焦点

作用：使太阳光聚集发热将热传导媒介加热升温。

解决的问题：解决太阳光的聚能发热将热传导媒介加热升温的问题。

12太阳光线

作用：代表太阳光线的走向。

13、太阳

作用：用于热传导媒介加热升温的能量来源。

解决的问题：解决热传导媒介加热升温的能量来源，取代化学能源。

1太阳能收集构件的组成构件中各构件的作用及其解决的问题：

1-1反光基材

作用：用于太阳光的反射，使时段的太阳光照射到反光基材后直接反射进入凸透镜进行聚集，同时用于规避太阳光直射砂石混凝土(或沥青混凝土、泥土、砂石)，造成砂石混凝土(或沥青混凝土)受到破坏。

解决的问题：解决太阳光在不同时段的收集问题，减少太阳能的流失，同时解决太阳光直射砂石混凝土(或沥青混凝土、泥土、砂石)，造成砂石混凝土(或沥青混凝土)受到破坏的问题。

1-2透光晶体

作用：用于太阳光的收集、穿透。

解决的问题：解决太阳光的收集、穿透问题。

1-3凸透镜

作用：用于太阳光的聚集，同时用于调整焦距。

解决的问题：解决太阳光的聚能问题，同时解决太阳光的聚能焦点问题。

1-4凹槽

作用：用于固定太阳能收集构件。

解决的问题：解决太阳能收集构件的固定及太阳光的入射透光晶体问题。

3媒介管道的组成构件中各构件的作用及其解决的问题。

3-1端口1

作用：连接热传导媒介源。

解决的问题：解决媒介管道与热传导媒介源之间的连接问题。

3-2端口2

作用：连接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户。

解决的问题：接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户与热传导媒介之间的连接问题。

6抗压锁扣的组成构件中各构件的作用及其解决的问题。

6-1孔洞2

作用：用于固定太阳能收集构件，且用于太阳光通过凸透镜聚集后的穿透通道。

解决的问题：解决太阳能收集构件的固定问题与太阳光通过凸透镜聚集后穿透问题。

7固定扣的组成构件中各构件的作用及其解决的问题。

7-1孔洞1

作用：用于固定太阳能收集构件，且用于太阳光通过孔洞1进入透光晶体。

解决的问题：解决太阳能收集构件的固定问题与太阳光通过孔洞1进入透光晶体的问题。

具体实施方式：

步骤1：在地面埋好媒介管道，媒介管道上的保护套朝上，固定好媒介管道内壁上的固定扣，使固定扣的中心与保护套截面的中心点在同一轴线上，将防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞齐边。

步骤2：将太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内后，凸透镜的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，且凸透镜的焦点聚焦在媒介管道的截面的中心位置，固定抗压锁扣，使抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中，使媒介管道形成密闭空间，为便于从媒介管道内通过拆装固定扣完成太阳能收集构件的拆装，将媒介管道的管径设置成作业人员方便作业的大小，每若干距离设置检修口，检修口采用便于开闭的高压密闭阀封闭。

步骤3：将媒介管道的端口1连接热传导媒介源，媒介管道的端口2连接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户。

步骤4：将媒介管道内注入热传导媒介并使太阳能收集构件的聚光焦点没入热传导媒介中。

步骤5：用砂石混凝土或沥青混凝土其中一种浇筑太阳能收集构件之间的空隙，使砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件凝固在一起形成一种用于采集太阳能的混凝土，也可以用泥土、沙石中任意一种基材填充太阳能收集构件之间的空隙，将太阳能收集构件的透光晶体的上表面擦拭干净并暴露于光照中收集太阳能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于采集太阳能的混凝土与系统，其特征是：所述用于采集太阳能的混凝土由砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件组成，进一步的，所述太阳能收集构件由反光基材、透光晶体与凸透镜组成，用于采集太阳能的混凝土组成基材，太阳能收集构件按照矩阵排列，将砂石混凝土或沥青混凝土其中一种浇筑太阳能收集构件之间的空隙，使砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件凝固在一起形成一种用于采集太阳能的混凝土，太阳能收集构件中的透光晶体在用作采集太阳能的采集构件，其上表面无任何遮挡物；所述用于采集太阳能的系统由太阳能收集构件、热传导媒介、媒介管道、保护套、防撞垫、抗压锁扣、固定扣组成。

2.根据权利要求1所述的，其特征是：所述太阳能收集构件的反光基材由反光涂层组成，反光涂层由水银、锌涂层中任意一种反光涂层构成；所述太阳能收集构件的透光晶体由玻璃、玻璃包水、透明塑料包水等任意一种透光基材制作而成，所述的透光晶体制作成柱状、棱柱或锥台状、棱台状中任意一种，且上口设置有用于镶嵌抗压锁扣的凹槽，制作成锥台状、棱台状时，锥台状、棱台状的透光晶体锐角角度设置在80-90°之间为宜，在透光晶体外表面设置反光涂层将透光晶体包裹，反光涂层的反光面朝向透光晶体，另一面为不反光面层；透光晶体与凸透镜连为一体，两者均采用相同的透光基材制作而成，凸透镜的凸面弧度以凸透镜与媒介管道之间的焦距进行设置。

3.根据权利要求1所述的，其特征是：所述热传导媒介使用液体、气体中任意一种，易爆炸、有毒液体不宜作为热传导媒介，易产生爆炸的混合气体不宜作为热传导媒介。

4.根据权利要求1所述的，其特征是：所述媒介管道采用塑料管、钢管、混凝土管、玻璃钢管、玻璃管中任意一种。

5.根据权利要求1所述的，其特征是：所述保护套设置在媒介管道上，制作成管道形式，采用塑料管、钢管、混凝土管、玻璃钢管、玻璃管中任意一种。

6.根据权利要求1所述的，其特征是：所述固定扣设置在媒介管道的内壁上，采用锁紧螺栓或插销固定，固定扣设置有孔洞1，孔洞1的中心点与保护套截面的中心点在同一轴线上，保护套略大于孔洞1。

7.根据权利要求1所述的，其特征是：所述防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞1齐边。

8.根据权利要求1所述的，其特征是：所述抗压锁扣设置在保护套上，抗压锁扣上设置有孔洞2，孔洞2的中心点与保护套截面的中心点在同一轴线上，且略小于透光晶体并镶嵌入透光晶体的凹槽中，抗压锁扣的开启方式采用推拉、平开均可，采用插销或螺栓固定均可。

9.根据权利要求1所述的，其特征是：所述太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内，聚光体的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，固定抗压锁扣，抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中。

10.基于权利要求1所述的一种用于采集太阳能的混凝土与系统的特征，其用于采集太阳能的方法的特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在地面埋好媒介管道，按照矩阵在媒介管道上设置保护套，且保护套朝上，在与保护套截面的中心点在同一轴线上固定好媒介管道内壁上的固定扣，将防撞垫设置并固定在保护套里面，且与固定扣的孔洞齐边。

步骤2：将太阳能收集构件居中插入设置有防撞垫的保护套内后，凸透镜的凸面镶嵌在固定扣的孔洞1上，且凸透镜的焦点聚焦在媒介管道的截面的中心位置，固定抗压锁扣，使抗压锁扣镶嵌入透光晶体的凹槽中，使媒介管道形成密闭空间，为便于从媒介管道内通过拆装固定扣完成太阳能收集构件的拆装，将媒介管道的管径设置成作业人员方便作业的大小，每若干距离设置检修口，检修口采用便于开闭的高压密闭阀封闭。

步骤3：将媒介管道的端口1连接热传导媒介源，媒介管道的端口2连接能量转换设备、需要能源的构筑物或用户。

步骤4：将媒介管道内注入热传导媒介并使太阳能收集构件的聚光焦点没入热传导媒介中。

步骤5：用砂石混凝土或沥青混凝土其中一种浇筑太阳能收集构件之间的空隙，使砂石混凝土或沥青混凝土其中一种与太阳能收集构件凝固在一起形成一种用于采集太阳能的混凝土，也可以用泥土、沙石中任意一种基材填充太阳能收集构件之间的空隙，将太阳能收集构件的透光晶体的上表面擦拭干净并暴露于光照中收集太阳能。

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