CN101312332A - 平板式太阳能热电联供装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种平板式太阳能热电联供装置，主要由太阳能发电制热器组件、保温储水箱、冷水进口、热水出口、电源输出接口和支架组成，保温储水箱设于太阳能发电制热器组件的上方，太阳能发电制热器组件中的换热水管与保温储水箱相通，保温储水箱和太阳能发电制热器组件设于支架上，冷水进口与太阳能发电制热器组件内的换热水管进水口相通，保温储水箱下部设有热水出口，热水出口与保温储水箱内腔相通。本例将太阳能发电和制热功能合二为一，减少了原材料消耗，且节约了安装空间，同时可以通过串并联组合实现无限扩容。

Description

平板式太阳能热电联供装置
技术领域
本发明涉及一种发电及供热水装置，尤其涉及一种利用太阳能光能量进行光伏发电和制热水的装置。
背景技术
随着社会的不断发展，人类对能源的需求量越来越大，但是地球上的化石能源将越来越少。为此，科学工作者研制出了太阳能光伏电池和太阳能热水器，从阳光中寻求能源。由于目前大都数太阳能光伏电池和太阳能热水器都需要较大的占地空间来接受阳光的照射。且太阳能光伏发电装置和太阳能热水器是两个独立的设备，占地空间面积大，消耗材料多，相对造价成本较高等缺点。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种平板式太阳能热电联供装置，该平板式太阳能热电联供装置既能高效发电，又能供热且同时耗用材料成本低和占地空间又小。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平板式太阳能热电联供装置，主要由太阳能发电制热器组件、保温储水箱、冷水进口、热水出口、电源输出接口和支架组成，保温储水箱设于太阳能发电制热器组件的上方，太阳能发电制热器组件中的换热水管出水口与保温储水箱相通，保温储水箱和太阳能发电制热器组件设于支架上，冷水进口与太阳能发电制热器组件内的换热水管进水口相通，保温储水箱下部设有热水出口，热水出口与保温储水箱内腔相通，太阳能发电制热器组件内的太阳能电池电流输出端与电源输出接口相接。
本发明的进一步技术方案是：
所述的太阳能发电制热器组件设置成一个平板式叠层结构，叠层由上而下构成依次为：平板玻璃、太阳能电池、金属导热板、紫铜换热管、铝箔辐射板、保温材料和后背板，平板玻璃、金属导热板和后背板间隔固定于四周边框中，太阳能电池固定于金属导热板上面，紫铜换热管固定于金属导热板下面，铝箔辐射板和后背板之间设置保温材料。
本发明的有益效果是：本例结构简单，占用空间面积小，不使用玻璃真空集热管，减少了传统太阳能热水管因爆管带来的维修麻烦，将太阳能光伏发电电池板和金属集热板换热器按上下叠层结构设计，使太阳能光中的光伏电能和热能同时吸引，极大地提高了对太阳能能量的利用，减少了占用空间，节约了制造成本。同时发电制热“二合一”技术的设置，实现了太阳能利用的热(水)电联供功能。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明所述太阳能发电制热器组件外观图；
图3为图2中A-A剖面图；
图4为本发明的大规模应用的矩阵式结构图。
具体实施方式
实施例：一种平板式太阳能热电联供装置，主要由太阳能发电制热器组件1、保温储水箱2、冷水进口3、热水出口4、电源输出接口6和支架7组成，保温储水箱2设于太阳能发电制热器组件1的上方，太阳能发电制热器组件1中的换热水管出水口通过热水连接管5与保温储水箱2相通，保温储水箱2和太阳能发电制热器组件1设于支架7上，冷水进口3与太阳能发电制热器组件1内的紫铜换热水管进水口相通，保温储水箱2下部设有热水出口4，热水出口4与保温储水箱2内腔相通，冷水进口3、太阳能发电制热器组件1内的紫铜换热水管、热水连接管5、保温储水箱2和热水出口4构成一个水流通道，太阳能发电制热器组件1内的太阳能电池电流输出端与电源输出接口6相接。
所述的太阳能发电制热器组件1设置成一个平板式叠层结构，叠层由上而下构成依次为：平板玻璃11、太阳能电池21、金属导热板31、紫铜换热管41、铝箔辐射板51、保温材料61和后背板71，平板玻璃11、金属导热板31和后背板71间隔固定于四周金属边框8中，太阳能电池21固定于金属导热板31上面，紫铜换热管41固定于金属导热板31下面，铝箔辐射板51和后背板71之间设置保温材料61。
本实施例中，平板玻璃11为镀有减反射膜的钢化玻璃，金属导热板31的材料可以用紫铜或铝材制作，在金属导热板31的上面均匀喷涂有吸热材料，能把太阳光和辐射热吸引，紫铜换热水管41的一头与冷水进口3相通、另一头与热水连接管5相通。
保温材料61为聚胺脂发泡，在保温材料61的下方为起固定和加强支承作用的后背板71，后背板71可以是不锈钢、钢化玻璃或塑料等材料制成。
本实施例中半导体材料制作的太阳能电池片21可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池。
支架可以调节倾斜角度(为现有技术，本例不在详述)，这样可接受最优的照射角度。
本发明的一个具体应用实例：安装太阳能发电制热组件尺寸为：2000*1000mm，使用多晶硅或单晶硅电池片也为2000*1000mm，转换效率为16％左右。每小时可发电300W，日发电量可达1500W，可供一个家庭2台彩电、1台电脑和照明使用5小时。同时安装一个150kg的容量的储水箱将热水循环使用可以满足一个80平方米房子的取暖和4人洗浴用水。
按以上实施技术方案，如需加大发电量和供暖及洗浴用水量，可以通过增加太阳能发电制热组件和加大储水箱的容积来实现。如大型集中发电和供水用户需要可按图4的矩阵式方式进行无限扩大，达到发电和制热的功能，彻底将太阳能转化为人类可利用的能源。
本发明的工作原理是：当阳光照射到平板玻璃下面的太阳能电池片上时，太阳光谱中的可见光能量由于光生伏打效应转化为电能。太阳能电池板的接线端会有电流发出，进行太阳能发电，提供给充电控制器，将电能提供给负载使用或储存到蓄电池中。太阳光中的红外、紫外光的热能通过太阳能电池的玻璃片照射到金属传热板上的热量吸引层转化为热量。热量经金属传热板和紫铜换热管的热传递使紫铜换热管中的水变热。变热后的水经热水口流出可以供用户直接使用或流入热水箱中储存起来。通过以上过程，太阳光中的能量一部分转化为电能，由太阳能电池板上的接线供出，一部分转化为热能，由紫铜换热管中的水流出，实现了太阳能热(水)电联供的目的。

Claims (2)

1.一种平板式太阳能热电联供装置，其特征是：主要由太阳能发电制热器组件(1)、保温储水箱(2)、冷水进口(3)、热水出口(4)、电源输出接口(6)和支架(7)组成，保温储水箱(2)设于太阳能发电制热器组件(1)的上方，太阳能发电制热器组件(1)中的换热水管出水口与保温储水箱(2)相通，保温储水箱(2)和太阳能发电制热器组件(1)设于支架(7)上，冷水进口(3)与太阳能发电制热器组件(1)内的换热水管进水口相通，保温储水箱(2)下部设有热水出口(4)，热水出口(4)与保温储水箱(2)内腔相通，太阳能发电制热器组件(1)内的太阳能电池电流输出端与电源输出接口(6)相接。
2.根据权利要求书1所述的平板式太阳能热电联供装置，其特征是：所述的太阳能发电制热器组件(1)设置成一个平板式叠层结构，叠层由上而下构成依次为：平板玻璃(11)、太阳能电池(21)、金属导热板(31)、紫铜换热管(41)、铝箔辐射板(51)、保温材料(61)和后背板(71)，平板玻璃(11)、金属导热板(31)和后背板(71)间隔固定于四周边框(8)中，太阳能电池(21)固定于金属导热板(31)上面，紫铜换热管(41)固定于金属导热板(31)下面，铝箔辐射板(51)和后背板(71)之间设置保温材料(61)。
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