CN103673351B - U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管 - Google Patents

U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管 Download PDF

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Abstract

U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管技术领域，属于太阳能利用技术领域，由在玻璃管中设置U型真空热管、太阳能电池片等构成，U型真空热管的两个管端伸出在玻璃管口外焊接连接正负极外接导线，玻璃管口设有可伐合金为焊料的焊接封口盖，所述太阳能电池片和太阳能电池片的正极和负极通过固定带固定于U型真空热管上，玻璃管口的焊接封口盖上设有真空抽气管和真空抽气管塞。本发明结构合理简单，生产制造容易，成本低，通过一体化的设计可以实现光电和光热的综合利用，提高了太阳能的利用效率，相应的可以进一步减少的太阳能应用的成本，并为解决光电转换系统高温带来的影响提供了一种新的思路。

Description

U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管
技术领域
    本发明涉及一种太阳能利用的真空玻璃管，尤其是一种新型的利用太阳能电池片将太阳能转换成热能和电能的真空玻璃管，其导热导电元件为U型真空热管的U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能真空管是太阳能热水器的核心元件，被誉为太阳能热水器的“心脏”，真空管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能，太阳能产业的快速发展也带动了真空管企业的发展。真空玻璃圆管以其在太阳能利用领域良好的隔热、保温性能得到全世界的重视，在建筑行业正逐步取代传统的有机玻璃管及中空玻璃管类太阳能产品。经过几十年的研究发展，国内外的研究者越来越多。
目前对于太阳能光热转换的问题主要有光热转换效率低，玻璃管易受恶劣环境破坏等；对光电转换的研究来说太阳能电池片只能进行光电转化，不仅不能进行光热转换利用，反而其光电转换效率受高温的影响大，降温一直是一大难题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术对于太阳能光热转换效率低的问题，提供一种能够将光热及光电转换结合起来、使太阳光的能量进行充分利用的U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，实现光电与光热的综合利用，充分的利用太阳能。
本发明是这样实现的，U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，包括玻璃管，其特征是，设有U型真空热管、太阳能电池片，U型真空热管和太阳能电池片设置在玻璃管内，U型真空热管的两个管端伸出在玻璃管口外焊接连接正负极外接导线，玻璃管口设有可伐合金为焊料的焊接封口盖，所述太阳能电池片和太阳能电池片的正极和负极通过固定带固定于U型真空热管上，玻璃管口的焊接封口盖上设有真空抽气管和真空抽气管塞，U型真空热管和太阳能电池片置于玻璃管的真空腔内，太阳能电池片将太阳光转换为电能和热能，U型真空热管通过管内介质传递热量， U型真空热管两端的正负极外接导线传递电能。
所述玻璃管壁的两侧镀有增透膜。
所述的玻璃管为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm。
所述的正负极外接导线与U型真空热管管端的焊接采用激光焊接或微波焊接。
所述的太阳能电池片的正极和负极采用并联连接。
所述介质为液体或气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种。
本发明通过太阳能电池片将太阳光转换为电能和热能，并将热量迅速传递至与太阳能电池片连接固定的U型真空热管，并且在U型真空热管两端正负极外接导线作为真空光热光电转换玻璃管的正负极将电能传递出去，完成光电与光热的综合利用。本发明的U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管利用外层玻璃管内的太阳能电池片作为光电光热转化层，并利用固定带将电池片固定在U型真空热管上。该U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管的太阳能电池片采用并联连接，利用固定带将电池片的正极和负极与U型真空热管固定连接，并在U型真空热管的两端焊接导线作为整个玻璃管的正负极，即正负极外接导线。该U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管的玻璃管封口处用可伐合金作为焊料进行封接，在可伐合金的焊接封口盖上安装真空抽气管，将玻璃管抽成真空，再利用真空抽气管塞将真空抽气管密封。
本发明将光热及光电转换结合起来，使太阳光的能量进行充分利用，并为光伏发电中最难解决的温度及光照强度的问题提供了一种新的解决思路，当温度及光照强度过高时可通入冷却水将太阳能电池片的吸收的热量带走并储存起来，当温度及光照强度过低时太阳能电池片没法正常发电时可使用这部分能量继续提供给所需的设备。另外，太阳能电池片在光电转换过程中，自身吸收产生的热量，可由U型真空热管带走，使得太阳能电池片工作在安全的温度之下，延长其使用寿命；另一方面，U型真空热管温度上升后，还可用于生产热水、蒸汽等。在延长太阳能电池片寿命的情况下，还能供热，将不利因素转化为有利因素，取得了意想不到的效果。
由玻璃管构成的U型真空热管，为一端开口的半通管，真空腔体的形状为圆形或者其他有效传递热量的形状，U型真空热管的有效真空层无支撑物的支撑。增透膜镀在玻璃管壁的两侧，有效的将太阳光折射、投射等方式透过玻璃层，将光线的反射降到现有技术水平的最低。玻璃管封口处用可伐合金作为焊料进行封接，在可伐合金上安装真空抽气管，将玻璃管抽成真空，再利用真空抽气管塞将真空抽气管密封。在真空玻璃管内安装太阳能电池片，可将太阳能转化为电能和热能。将太阳能电池片进行密封后，其所处的环境为真空状态或近真空状态，太阳能电池片的氧化与破坏会大大降低，提高其寿命。
太阳光线通过外玻璃管照射太阳能电池片，太阳能电池片将太阳光转换为电能和热能。产生的电能可集中统一供电也可以为本设备的正常使用提供能量，如管内流体介质的从低向高处的流动等，这样减少系统对电能的需求，真正做到节能环保。U型真空热管的介质流体可以为液体、气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种或多种，可根据传递热效率及地区环境的差异选择。管内流体介质将太阳能电池片的吸收的热量带走并储存起来供使用。当温度及光照强度过低时太阳能电池片没法正常发电时可使用这部分能量继续提供给所需的设备。
本发明结构合理简单，生产制造容易，成本低，光热光电转换效率高，易于推广使用。通过一体化的设计可以实现光电和光热的综合利用，提高了太阳能的利用效率，相应的可以进一步减少的太阳能应用的成本。太阳能电池片式真空光热光电转换玻璃管与一般产品外形相似，能直接更换后使用，加快推广速度。本发明与一般的光伏发电器件相比，能更高效的产生电能，有效的避免温度过高对光电转换效率的影响，并为解决光电转换系统高温带来的影响提供了一种新的思路。
附图说明
图1为本发明的正视断面结构示意图。
图2为本发明的俯视断面结构示意图。
图中：1正负极外接导线、2真空抽气管塞、3真空抽气管、4可伐合金、5U型真空热管、6玻璃管、7增透膜、8太阳能电池片、9固定带。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明对本发明做进一步的说明。
U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，由在玻璃管6中设置U型真空热管5、太阳能电池片8等构成， U型真空热管5的两个管端伸出在玻璃管口外焊接连接正负极外接导线，玻璃管6口设有可伐合金4为焊料的焊接封口盖，所述太阳能电池片8和太阳能电池片的正极和负极通过固定带9固定于U型真空热管5上，玻璃管6口的焊接封口盖上设有真空抽气管3和真空抽气管塞2。U型真空热管5和太阳能电池片8置于玻璃管6的真空腔内，太阳能电池片8将太阳光转换为电能和热能，U型真空热管5通过管内介质传递热量， U型真空热管两端的正负极外接导线传递电能。
所述的玻璃管6为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm，在玻璃管壁的两侧镀有增透膜。所述的正负极外接导线1与U型真空热管5管端的焊接采用激光焊接或微波焊接。太阳能电池片的正极和负极采用并联连接。
U型真空热管的介质流体可以为液体、气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种或多种，可根据传递热效率及地区环境的差异选择。
玻璃管真空腔内的太阳能电池片8将太阳光转换为电能和热能，U型真空热管8将热量迅速传递出去，并且在U型真空热管两端正负极外接导线1作为真空光热光电转换玻璃管的正负极将电能传递出去，完成光电与光热的综合利用
玻璃管6内的太阳能电池片8作为光电光热转化层，并利用固定带9将电池片固定在U型真空热管5上。该U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，太阳能电池片8采用并联连接，利用固定带9将太阳能电池片8的正极和负极与U型真空热管5固定连接，并在U型真空热管5的两端焊接正负极外接导线1作为整个玻璃管的正负极。玻璃管封口处用可伐合金4作为焊料进行封接，可伐合金4上安装真空抽气管3，将玻璃管抽成真空，再利用真空抽气管塞2将真空抽气管密封，使用方便，安全可靠。增透膜7镀在玻璃管6壁的两侧，有效的将太阳光折射、投射等方式透过玻璃层，将光线的反射降到现有技术水平的最低，提高光热光电转换利用效率。

Claims (1)

1.U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，包括玻璃管(6)、太阳能电池片(8)，太阳能电池片(8)设置在玻璃管(6)内，玻璃管(6)口设有可伐合金(4)为焊料的焊接封口盖，太阳能电池片(8)置于玻璃管(6)的真空腔内，太阳能电池片(8)将太阳光转换为电能和热能，太阳能电池片的正极和负极外接导线传递电能，其特征是，设有U型真空热管（5），U型真空热管（5）设置在玻璃管(6)内，所述太阳能电池片（8）和太阳能电池片的正极和负极通过固定带（9）固定于U型真空热管（5）上，U型真空热管（5）的两个管端伸出在玻璃管口外焊接连接正负极外接导线，玻璃管(6)口的焊接封口盖上设有真空抽气管(3)和真空抽气管塞(2)，U型真空热管(5)通过管内介质传递热量；
所述玻璃管壁的两侧镀有增透膜；
所述的玻璃管(6)为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm；
所述的正负极外接导线（1）与U型真空热管（5）管端的焊接采用激光焊接或微波焊接；
所述介质为液体或气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种。
2.根据权利要求1所述的U型真空热管式真空光热光电转换玻璃管，其特征是，所述的太阳能电池片的正极和负极采用并联连接。
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