CN102945885A - 一种屋顶光伏电站热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种屋顶光伏电站热利用系统，属于光伏发电废热利用领域。该系统包括光伏发电组件，在光伏组件背面设置有集热器，所述的集热器上设置有接入水箱换热器内的一号换热片的循环水路，循环水路上设置有水泵，水箱换热器上设置有自动加水阀和自动放水阀，循环水路上设置有一号温度传感器，水箱换热器中设置有二号温度传感器，一号传感器和二号传感器信号接入控制器，控制器控制水泵、自动加水阀自动放水阀的开关，本系统结构简单，成本低廉，特别适用于偏远地区或屋顶光伏电站，能够有效的保证光伏发电效率并提供生活用水，具有推广应用的价值。

Description

一种屋顶光伏电站热利用系统
技术领域
本发明涉及一种光伏发电系统，特别涉及一种屋顶光伏电站热利用系统，属于光伏发电废热利用领域。
背景技术
光伏发电是未来清洁能源大规模利用的方式之一，在我国除了大规模的地面电站发电外，屋顶电站的建设和发展被视为在较为发达地区光伏发电的主要安装场所，特别是光伏建筑一体化能够显著的提高建筑队物对太阳能的利用效率，减少化石能源的消耗和温室气体的排放，目前的光伏建筑一体化的最合适的光伏电池为非晶硅薄膜太阳电池，这类电池电转换效率在13%以下，太阳能量的80%以上都作为其它形式的能量浪费掉了，即使目前大规模可用于屋顶的电站晶硅电池的转换效率也在20%以下，大部分太阳能量都以其它形式散发，浪费掉的能量其中大部分转化为热能，这一部分热能非但不能利用，而且从会积聚在太阳电池上，导致光伏组件温度升高，由于太阳电池的最佳工作温度一般在摄氏25度左右，温度的升高会导致太阳电池组件发电效率的降低，导致系统发电成本的增高，同时这种反复的温度升高和降低也会对太阳电池组件寿命带来一定的负面影响，更进一步的增加了光伏发电的成本，屋顶电站如果建在偏远地区，热能的利用对改善居民的生活就更有现实意义，所以采用热能转换和利用装置使光伏组件在一定温度区间中工作，既能保证光伏组件的发电效率，又能提高太阳能量的综合使用率。
发明内容
本发明为提供一种屋顶光伏电站热利用系统。
本发明所提供的一种屋顶光伏电站热利用系统，包括光伏发电组件，在光伏组件背面设置有集热器，所述的集热器上设置有接入水箱换热器内的一号换热片的循环水路，循环水路上设置有水泵，水箱换热器上设置有自动加水阀和自动放水阀，循环水路上设置有一号温度传感器，水箱换热器中设置有二号温度传感器，一号传感器和二号传感器信号接入控制器，控制器控制水泵、自动加水阀和自动放水阀的开关，集热器和光伏发电组件背板之间填充有导热胶层，最外层设置有保温层，导热胶层和背板之间设置有反光层，所述的的水箱换热器内设置有二号换热片，室内生活用水管路联接在二号换热片上。
本发明所提供的一种屋顶光伏电站热利用系统，在光伏发电组件背面设置集热器，集热器通过循环水路与水箱中的水发生热交换，能够有效的降低光伏发电组件的工作温度，保证光伏发电组件的工作效率，在换热水箱中设置生活水管路，可以有效的利用光伏发电产生的废热供生活使用，系统采用控制器集中控制，在不使用生活用水时，如果换热器水箱温度过高不能保证光伏组件的工作温度，系统可自动的的开启自动放水阀和自动加水阀，对水箱的温度进行自动控制，本系统结构简单，成本低廉，特别适用于偏远地区或屋顶光伏电站，能够有效的保证光伏发电效率并提供生活用水，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。、
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
如图1所示，一种屋顶光伏电站热利用系统，包括光伏发电组件1，在光伏组件1背面设置有集热器2，集热器2可以为管式或板式集热器，材质可采用铝质或铜质，可以在集热器上增加翅片提高集热效果，所述的集热器2上设置有接入水箱换热器5内的一号换热片14的循环水路，循环水路上设置有水泵6，水箱换热器5上设置有自动加水阀10和自动放水阀11，循环水路上设置有一号温度传感器7，水箱换热器5中设置有二号温度传感器8，一号传感器7和二号传感器8信号接入控制器9，控制器9控制水泵6、自动加水阀10和自动放水阀11的开关，当循环管路中的水温达到系统设定值后，水泵6开启，可在水箱中设置液位计，信号也可以接入控制器9实现自动控制，循环水通过一号换热片14与水箱换热器中的水进行热交换，集热器2和光伏发电组件1背板之间填充有导热胶层3，导热胶层具有光伏组件所要求的绝缘性能，最外层设置有保温层4，导热胶层3和背板之间设置有反光层13，反光层13可以为铝箔片，也可以是反光涂层，增加反光层可有效的提高光电转换效率，对集热的效率影响较小，所述的的水箱换热器5内设置有二号换热片12，室内生活用水管路联接在二号换热片12上，所述的生活用水也可以循环方式接入室内中央空调系统进行热交换对室内进行加热。
本系统的工作过程为：当阳光照射到光伏组件表面时，光伏发电组件吸收部分光能转化为电能，大部分太阳能以热量形式聚集在光伏组件上导致光伏组件温度上升，热量通过导热胶层传递到集热器，集热器加热循环水路中的水，当水温达到一定值后，控制器接收一号传感器的信号开启水泵进行循环，通过一号换热片14加热水箱换热器5中的水，当水箱换热器中的水温达到设定值时，控制器9开启自动放水阀11放出热水，开启自动加水阀10补充冷水，保证光伏发电组件的冷却效率，本发明通过在光伏发电组件背面设置集热器，集热器与通过循环水路与水箱中的水发生热交换，能够有效的降低光伏发电组件的工作温度，保证光伏发电组件的工作效率，在换热水箱中设置生活水管路，可以有效的利用光伏发电产生的废热供生活使用，系统采用控制器集中控制，在不使用生活用水时，如果换热器水箱温度过高高不能保证光伏组件的工作温度，系统可自动的的开启自动放水阀和自动加水阀，对水箱的温度进行自动控制
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (4)

1.一种屋顶光伏电站热利用系统，包括光伏发电组件（1），在光伏组件（1）背面设置有集热器（2），其特征在于：所述的集热器（2）上设置有接入水箱换热器（5）内的一号换热片（14）的循环水路，循环水路上设置有水泵（6），水箱换热器（5）上设置有自动加水阀（10）和自动放水阀（11），循环水路上设置有一号温度传感器（7），水箱换热器（5）中设置有二号温度传感器（8），一号传感器（7）和二号传感器（8）信号接入控制器（9），控制器（9）控制水泵（6）、自动加水阀（10）和自动放水阀（11）的开关。
2.根据权利要求1所述的一种屋顶光伏电站热利用系统，其特征在于：集热器（2）和光伏发电组件（1）背板之间填充有导热胶层（3），最外层设置有保温层（4）。
3.根据权利要求1所述的一种屋顶光伏电站热利用系统，其特征在于：导热胶层（3）和背板之间设置有反光层（13）。
4.根据权利要求1所述的一种屋顶光伏电站热利用系统，其特征在于：所述的的水箱换热器（5）内设置有二号换热片（12），室内生活用水管路联接在二号换热片（12）上。
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