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本發(fā)明公開(kāi)了一種U型集熱管超導(dǎo)液太陽(yáng)能熱水器。在水箱的一端設(shè)有集熱管孔，U型集熱管由集熱內(nèi)管和集熱外管組成，集熱內(nèi)管的內(nèi)置部分通入水箱內(nèi)浸入水中，集熱內(nèi)管外置部分套裝有集熱外管，安裝在拋物槽面的聚光線上，集熱內(nèi)管與集熱外管間留有間隙，并呈真空狀態(tài)，集熱內(nèi)管的內(nèi)置部分向上傾斜，集熱內(nèi)管外置部分向下傾斜，集熱內(nèi)管管內(nèi)裝有超導(dǎo)液。集熱管內(nèi)的超導(dǎo)液受陽(yáng)光照射，轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷爻瑢?dǎo)液蒸氣，進(jìn)入集熱內(nèi)管內(nèi)置部分，將水箱水加熱，水吸熱后使超導(dǎo)液蒸氣一部分變?yōu)槌瑢?dǎo)液再流回集熱內(nèi)管外置部分，超導(dǎo)液受到陽(yáng)光照射再次蒸發(fā)，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)將水加熱。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于碟式聚光的太陽(yáng)能二次聚光分頻方法及其裝置，旋轉(zhuǎn)拋物面碟式反射鏡中間開(kāi)有透光孔，透光孔下方沿碟式反射鏡軸線兩側(cè)分別布置有聚光光伏電池板和集熱器入口；在透光孔上方離碟式反射鏡的頂點(diǎn)一定距離處布置一分頻透鏡，離碟式反射鏡近的分頻透鏡一曲面上貼有分頻薄膜，離碟式反射鏡遠(yuǎn)的分頻透鏡另一曲面為銀鏡反射面，碟式反射鏡與分頻透鏡之間設(shè)有支撐桿，碟式反射鏡下方設(shè)有支架，支架上設(shè)有雙軸跟蹤系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)放于旋轉(zhuǎn)底盤上。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能聚光分頻，并將兩個(gè)聚光焦斑都轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)下方，有效降低系統(tǒng)追日時(shí)的能耗，提高系統(tǒng)的平衡性和抗風(fēng)性能；可分別調(diào)節(jié)兩束光的聚光比，滿足聚光光伏電池板和集熱器各自所需的最佳聚光強(qiáng)度要求。

專利特征在于包括下列步驟：（1）研究了微型離心水泵的工作原理：   通過(guò)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使葉輪流道里的水甩向四周，葉輪入口形成真空，使水流動(dòng)。（2）研究了電磁閥得工作原理：   通電時(shí)，電磁閥線圈產(chǎn)生電磁吸力把閥芯提起，使使關(guān)閉元件離開(kāi)閥座，密封副件打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，靠彈簧力把關(guān)閉元件壓在閥座上閥門關(guān)閉。

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)直流母線儲(chǔ)能元件的交?交功率變換器，包括直流母線連在一起的第一三相全橋電路、第二三相全橋電路和第三三相全橋電路，第一三相全橋電路的交流輸入側(cè)輸入三相電源，第一濾波電容的一端、第二濾波電容的一端以及第三濾波電容的一端相連，第一濾波電容的另一端連接第一相電源，第二濾波電容的另一端連接第二相電源，第三濾波電容的另一端連接第三相電源，三相電源中的每一相電源分別通過(guò)濾波電感連接第三三相全橋電路中每一相的交流輸入側(cè)。本發(fā)明能夠減小導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，利于集成。

該熱水器把二氧化碳熱泵熱水器與太陽(yáng)能熱水器結(jié)合起來(lái)，提供四種制取熱水模式：太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)單獨(dú)制取熱水、太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)與跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)同時(shí)制取熱水、跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)單獨(dú)制取熱水、太陽(yáng)能或電加熱。輔助加熱蒸發(fā)器跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)制取熱水，可以滿足各種不同的氣候區(qū)全年有效的工作。 另外，本熱水器充分利用跨臨界二氧化碳熱泵熱水器的優(yōu)點(diǎn)，即使在嚴(yán)寒地區(qū)，也可以制取50~C、90℃的熱水。達(dá)到了節(jié)能、環(huán)保的效果。 例如，在陽(yáng)光充足、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度很大的時(shí)段，太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)單獨(dú)制取熱水即可滿足需求；在陽(yáng)光充足、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不是很大的時(shí)段，可啟動(dòng)跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)作為太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的輔助，兩系統(tǒng)同時(shí)制取熱水；在陽(yáng)光不充足及沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)段，太陽(yáng)能系統(tǒng)無(wú)法有效工作，跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行制取熱水；在寒冷的冬季，運(yùn)行跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)，有充足陽(yáng)光時(shí)，利用太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)加熱蒸發(fā)器；陽(yáng)光不充足時(shí)，利用電加熱器加熱蒸發(fā)器，從而防止了蒸發(fā)器在低溫條件下結(jié)霜的問(wèn)題。特別是嚴(yán)寒地區(qū)，可以利用太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)加熱跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，達(dá)到有效融霜的目的，保證了跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)在低溫下的穩(wěn)定運(yùn)行。

復(fù)雜工業(yè)過(guò)程生產(chǎn)流程中消耗的能源種類多，包括電、天然氣、氧氣、水、蒸汽等，而且能源使用量大，其能源成本約占到生產(chǎn)成本的50%—60%。加強(qiáng)企業(yè)能源管理、規(guī)范不同流程工藝間的能效評(píng)價(jià)體系，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)內(nèi)部不同層面能源利用狀況及其效率指標(biāo)的監(jiān)測(cè)、評(píng)估與優(yōu)化調(diào)度，將有助于企業(yè)進(jìn)一步降低能源消耗與生產(chǎn)成本，并有利于加快企業(yè)精細(xì)化管理進(jìn)程。

高效、低成本太陽(yáng)能空調(diào)的創(chuàng)新要點(diǎn)：1) 采用高效、緊湊的板殼式換熱器組成溴化鋰吸收式制冷機(jī)。具有優(yōu)良強(qiáng)化傳熱性能的波紋板傳熱元件采用不銹鋼材料，其耐腐蝕性能優(yōu)于銅管，且材料單價(jià)較低，批量生產(chǎn)時(shí)，因材料消耗少可使成本比目前的銅管方案降低40%左右。2) 采用雙效與單效耦合蓄能運(yùn)行的循環(huán)方案。采用中溫型太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生0.6MPa的水蒸汽，白天日照時(shí)段采用雙效循環(huán)運(yùn)行并進(jìn)行蓄熱，而在其余時(shí)段利用蓄熱按單效循環(huán)驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)運(yùn)行。該方案不僅效率高，日平均當(dāng)量制冷性能系數(shù)可達(dá)0.8~1左右，而且其單位體積蓄能罐的蓄能密度極大，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需用輔助能源而完全靠太陽(yáng)能進(jìn)行晝夜空調(diào)。3) 建設(shè)太陽(yáng)能空調(diào)和熱水站綜合系統(tǒng)，在居民住宅樓的屋頂布置太陽(yáng)能集熱器陣，建設(shè)全年供應(yīng)全體住戶生活熱水的太陽(yáng)能熱水站和夏季供應(yīng)頂一、二層住戶空調(diào)冷水的綜合系統(tǒng)；若結(jié)合地源水低溫?zé)嵩聪到y(tǒng)則可建設(shè)吸收式熱泵系統(tǒng)用于冬季采暖。由于綜合利用系統(tǒng)中集熱器的投資費(fèi)用被所有熱水用戶分?jǐn)偅照{(diào)用戶的投資可很快從節(jié)省的電費(fèi)中得到回收，該綜合系統(tǒng)可在目前的技術(shù)水平和能源價(jià)格下使太陽(yáng)能空調(diào)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。并為太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展開(kāi)拓了更大的空間。23kW(2萬(wàn)kcal/h) 用于太陽(yáng)能空調(diào)的雙效與單效耦合型板殼式溴化鋰吸收式制冷機(jī)。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。近年來(lái)，該類太陽(yáng)能電池因其快速增長(zhǎng)的光電轉(zhuǎn)換效率和逐步提升的器件穩(wěn)定性，吸引了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，為光伏領(lǐng)域帶來(lái)了新的機(jī)遇。然而，由于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中存在非輻射復(fù)合損失，所以目前的光電轉(zhuǎn)換效率依然低于肖克利-奎塞爾（Shockley-Queisser）理論所定義的極限效率。因此，最大化降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失是進(jìn)一步提升電池器件效率的未來(lái)研究重點(diǎn)。 鑒于此，研究團(tuán)隊(duì)基于已有的研究基礎(chǔ)，對(duì)“最大化降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失”這一論題進(jìn)行深入探討和系統(tǒng)總結(jié)。該綜述文章主要包括以下幾個(gè)方面：首先，介紹了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中非輻射復(fù)合的起源，并詳細(xì)討論了非輻射復(fù)合損失的定量化測(cè)試方法；其次，系統(tǒng)總結(jié)了在降低非輻射復(fù)合損失方面的最近研究進(jìn)展；再次，依據(jù)肖克利-奎塞爾理論，對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池所能夠獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了科學(xué)預(yù)測(cè)；最后，在展望部分，前瞻性地指出了最大化降低非輻射復(fù)合損失的未來(lái)努力方向。圖1. 金屬鹵化物鈣鈦礦活性層內(nèi)的電荷載流子產(chǎn)生與復(fù)合動(dòng)力學(xué)機(jī)制 在理想的金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體材料中，所有的光生電子和空穴最終將通過(guò)發(fā)射光子的方式進(jìn)行復(fù)合（即：輻射復(fù)合）。然而，在實(shí)際的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中存在大量的非輻射復(fù)合通道（如圖1所示），絕大部分光生載流子將優(yōu)先通過(guò)其他非輻射途徑進(jìn)行復(fù)合（例如，缺陷輔助復(fù)合，俄歇復(fù)合，界面誘導(dǎo)復(fù)合，電聲耦合，帶尾態(tài)復(fù)合等）。這些非輻射復(fù)合損失過(guò)程極大降低了電池在穩(wěn)態(tài)下的光生載流子濃度，從而減小了金屬鹵化物鈣鈦礦層中準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)劈裂的能級(jí)差，最終造成鈣鈦礦太陽(yáng)能電池較大的電壓損失。因此，最大化降低或抑制這些非輻射復(fù)合通道是提升器件開(kāi)路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。 針對(duì)各種非輻射復(fù)合通道，該綜述首先介紹了目前量化分析非輻射復(fù)合損失的常規(guī)測(cè)試技術(shù)以及測(cè)試要點(diǎn)，如圖2所示。圖2. 量化鈣鈦礦薄膜和完整器件中非輻射復(fù)合損失的表征技術(shù) 隨后，結(jié)合當(dāng)前研究現(xiàn)狀，進(jìn)一步梳理了近年來(lái)在降低非輻射復(fù)合損失方面取得的一系列重要進(jìn)展。值得一提的是，該研究團(tuán)隊(duì)去年在《Science》雜志上報(bào)道的基于溶液二次生長(zhǎng)方法構(gòu)建漸變結(jié)的策略（如圖3所示），在降低反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失方面效果顯著（Science 360, 1442-1446）。此后，一系列研究報(bào)道顯示，相似的策略在正式常規(guī)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中也可以獲得正向的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由此說(shuō)明，在金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體材料中構(gòu)建有效的漸變結(jié)對(duì)后續(xù)降低非輻射復(fù)合損失具有非常重要的借鑒價(jià)值。圖3. 漸變結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)和漸變結(jié)的時(shí)間分辨光譜 此外，該綜述還以當(dāng)前最高效率的砷化鎵太陽(yáng)能電池為參照，先假定鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失與砷化鎵太陽(yáng)能電池的情形一致，再依據(jù)肖克利-奎塞爾理論，對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池所能夠獲得的性能參數(shù)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，進(jìn)而給出電池器件所能達(dá)到的最高光電轉(zhuǎn)換效率，如圖4所示。圖4. 當(dāng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失與當(dāng)前最高效率砷化鎵太陽(yáng)能電池的情況相同時(shí)，單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)器件性能參數(shù) 最后，該綜述也指出，目前提升器件性能的兩條主要途徑是最優(yōu)化光子俘獲和最大化降低非輻射復(fù)合損失。如果能將二者進(jìn)行有效整合，探索更可靠的協(xié)同優(yōu)化策略，這可能會(huì)是將器件光電轉(zhuǎn)換效率提升至接近理論極限的可行方案。為此，綜述也對(duì)一些未來(lái)的努力方向進(jìn)行了展望。 總的來(lái)說(shuō)，該綜述為最大程度地降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的非輻射復(fù)合損失提供了理論總結(jié)，也為開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作提供了參考借鑒，對(duì)進(jìn)一步提升電池效率，推動(dòng)該類電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有重要意義。