CN100555676C - 闭环毛细管太阳能光伏热电板 - Google Patents

闭环毛细管太阳能光伏热电板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种闭环毛细管太阳能光伏热电板，属于太阳能光伏发电和太阳能集热领域。其特征是该装置包括联箱管、翅片管、毛细管、石墨导热层、金属框架、太阳能电池片和保温层；毛细管由内径为2～5mm的金属管构成，与翅片管连接，形成封闭的管路系统。毛细管内充有传热介质，工作时传热介质吸收太阳能电池片的热量形成汽液相间的柱体沿着毛细管进入翅片管，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细管内，然后再吸收太阳能电池片的热量被加热汽化，如此循环完成传热过程。本发明的效果和益处是毛细金属管可以及时有效地导走太阳能电池片的工作废热，降低太阳能电池片的工作温度，提高光电转换效率；同时，实现太阳能电池片工作废热的回收利用。

Description

闭环毛细管太阳能光伏热电板
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电和太阳能集热领域，涉及到利用封闭的毛细金属管提高太阳能光伏电池板的发电效率、同时进行太阳能热能供应的太阳能光伏热一体化技术。
背景技术
太阳能光伏电池板和太阳能集热器是太阳能利用系统的关键设备。太阳能光伏电池板的光电转化效率受电池板温度的高低影响很大，温度越高、发电效率越低，因此，国内外不少专家学者提出了在光伏电池板后加冷却空气、冷却水和热泵冷却系统的太阳能光伏热一体化技术。研究表明，在光伏电池板后加冷却空气、冷却水的方法可以将电池板的发电效率提高3～4％，但同时也消耗了一定的风机或水泵的能耗。为及时排除太阳能光伏电池板工作过程的废热、利用该部分废热(约占所吸收的太阳能总量的83％以上)，非常有必要研究既能有效地带走光伏电池板工作过程的废热、又不需要较高的功率消耗的太阳能光伏热一体化技术，以实现太阳能的高效利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可提高太阳能光伏电池板的光电转化效率高、功耗低、可实现光伏电池板工作废热回收利用的闭环毛细金属管太阳能光伏热电板。
本发明的技术方案
本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板由联箱管、翅片管、毛细金属管、石墨导热层、金属框架、太阳能电池片和保温层组成。毛细金属管和石墨导热层构成了太阳能电池片的基板，基板与太阳能电池片密实连接，石墨导热层敷有保温层。毛细金属管内充有水、氟利昂、酒精、甲烷或其它工质，工作时传热介质吸收太阳能电池片的热量、汽化，在毛细金属管内形成随机、汽液相间柱体沿着毛细金属管进入翅片管，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细金属管内，然后再吸收太阳能电池片的热量被加热汽化，如此循环往复形成振荡流热管效应，在太阳能电池片和外部冷却介质之间完成传热过程。
本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板中的翅片管置于联箱管内，冷却介质在翅片管外、联箱管内流动，翅片管也可以用盘管或光管来替代。
本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板中的毛细金属管由内径为2～5mm的U型铜管或其它金属管构成，与翅片管连接，形成封闭的管路系统，毛细金属管在集热电池板内回形排列，可以是单根或多根。
本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板中的太阳能电池片可以是单晶硅、也可以是多晶硅电池片。
本发明的效果和益处是本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板采用闭环毛细金属管和石墨导热层来作为太阳能电池片的基板，并利用闭环毛细金属管的振荡流热管效应，可以无动力地、及时、有效地导走太阳能电池片的工作废热，降低太阳能电池片的工作温度，提高光电转换效率。同时，闭环毛细金属管还可以实现太阳能电池片工作废热的回收利用，形成一种光电转换效率、传热效率高、热利用承压能力高的太阳能光伏热一体化技术。
附图说明
附图1为闭环毛细金属管太阳能光伏热电板外形结构示意图。
附图2为闭环毛细金属管太阳能光伏热电板A-A剖面图。
附图3为闭环毛细金属管太阳能光伏热电板B-B剖面图。
附图4为闭环毛细金属管太阳能光伏热电板C-C剖面图。
附图5为闭环毛细金属管太阳能光伏热电板盘管式毛细金属管示意图
附图：1联箱管；2联箱管保温层；3翅片管；4冷却介质进出口；5毛细金属管；6石墨导热层；7金属框架；8太阳能电池片；9保温层；10太阳能电池接线端子。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
本发明闭环毛细金属管太阳能光伏热电板由联箱管1、翅片管3、毛细金属管5、石墨导热层6、金属框架7、太阳能电池片8和保温层9组成。毛细金属管5由内径为2～5mm的U型铜管或其它金属管构成；翅片管3和毛细金属管5焊接，形成闭环管路；毛细金属管5在集热电池板内回形排列，可以是单根、也可以是多根；毛细金属管5和石墨导热层6构成了太阳能电池片8的基板，基板与太阳能电池片8密实连接，石墨导热层6敷有保温层9；翅片管3置于联箱管1内，冷却介质在翅片管3外、联箱管1内流动；太阳能电池片8可以是单晶硅、也可以是多晶硅电池片。
毛细金属管5内充有水、氟利昂或其它工质，工作时传热介质吸收太阳能电池片8的热量形成汽液相间的柱体沿着毛细金属管进入翅片管3，被管外介质冷却、冷凝后，又流回到毛细金属管5内，然后再吸收太阳能电池片8的热量被加热汽化，如此循环往复形成振荡流热管效应，在太阳能电池片8和外部冷却介质之间完成传热过程。

Claims (4)

1.一种闭环毛细管太阳能光伏热电板，包括联箱管(1)、联箱管保温层(2)、翅片管(3)、冷却介质进出口(4)、毛细金属管(5)、石墨导热层(6)、金属框架(7)、太阳能电池片(8)和保温层(9)，其特征在于毛细金属管(5)和敷有保温层(9)的石墨导热层(6)构成了太阳能电池片(8)的基板；毛细金属管在集热电池板内回形排列；毛细金属管(5)内充有的传热介质为水、氟利昂、酒精或甲烷；该基板与太阳能电池片(8)密实连接；翅片管(3)置于联箱管(1)内，冷却介质在翅片管(3)与联箱管(1)之间流动；毛细金属管(5)内径为2～5mm，与翅片管连接，形成封闭的管路系统。
2.根据权利要求1所述的闭环毛细管太阳能光伏热电板，其特征还在于翅片管(3)用盘管或光管替代。
3.根据权利要求1所述的闭环毛细管太阳能光伏热电板，其特征还在于回形排列的毛细金属管(5)是单根或多根。
4.根据权利要求1所述的闭环毛细管太阳能光伏热电板，其特征还在于太阳能电池片(8)是单晶硅或多晶硅电池片。
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