CN105553418B - 一种基于光伏光热板的热电联产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能应用技术领域，公开了一种基于光伏光热板的热电联产系统，包括光伏光热板、水箱，光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，水箱内设有加热盘管，加热盘管的两端与微流道散热管的两端通过管路连接形成封闭的回路，整个回路中设有冷却介质，微流道散热管与加热盘管的进液端之间设有压缩机，微流道散热管与加热盘管的出液端之间设有节流装置。本发明具有能保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率，同时还能回收光伏组件多余的热量对水箱中的水加热的有益效果，实现太阳能热电联产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，尤其涉及一种基于光伏光热板的热电联产系统。
背景技术
太阳能取之不尽用之不竭，既可以发电也可以用热，但是目前的应用技术是光伏和光热是分开的，光伏发电转换效率在8％～15％之间，其余的80％～90％辐射能转化为光伏组件的热能散失到周围环境中。研究表明，光伏组件在25℃时，发电效率最高，光伏组件表面温度每上升1℃，发电效率降低0.3％～0.5％。由此可见，降低光伏组件的温度，可以有效地提高发电效率。目前的光伏组件上的热量都无法利用，直接散发出去很浪费。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的光伏组件温度太高不利于光热转化，同时多余热量无法进一步利用，造成热能浪费的问题，提供了一种能保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率，同时还能有效利用光伏组件多余热量的热电联产系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于光伏光热板的热电联产系统，包括光伏光热板、水箱，所述的光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，所述的水箱内设有加热盘管，所述加热盘管的两端与微流道吸热管的两端通过管路连接形成封闭的回路，整个回路中设有冷却介质，所述微流道吸热管与加热盘管的进液端之间设有压缩机，所述微流道吸热管与加热盘管的出液端之间设有节流装置。光伏光热板上的光伏组件把太阳能转化为电能，当光伏组件的温度远高于最佳工作温度25℃，冷却介质流经微流道吸热管，低温低压的冷却介质吸收光伏组件上的热量后变成高温低压的气体，高温低压的气体经过压缩机后变为高温高压气体，高温高压气体进入加热盘管时与水箱中的水进行热交换后变成低温高压气体，低温高压气体经过节流装置后变成低温低压液体，低温低压液体继续进入微流道吸热管，如此循环把光伏组件上多余的热量传递给水箱中的水加热，即能把光伏组件温度保持在25℃左右，提高光伏组件的光电转化效率，又能有效的利用热量对水箱中的水加热，防止热能浪费。
作为优选，所述的节流装置包括储液罐、节流管，所述加热盘管的出液端与储液罐连通，储液罐的出液端与节流管连接。储液罐用于调节冷却介质的循环量，低温高压的冷却介质经过节流管后变成低温低压状态，从而进行后续循环。
作为优选，所述的储液罐与节流管之间设有过滤器。由于节流管是一种毛细管，内孔孔径极小，进入节流管的冷却介质需要过滤器过滤处理，防止冷却介质中的杂质堵塞节流管。
作为优选，所述的水箱的外侧设有保温套，所述水箱的下端侧面设有进水管，所述水箱的上端侧面设有出水管，所述水箱的顶部设有限压排气阀。
作为优选，所述微流道吸热管的两端之间还设有风冷散热器，所述风冷散热器与管路的连接处设有电控换向阀。当水箱中的水加热到设定温度，此时通过电控换向阀切换管道，微流道吸热管与加热盘管切断连接，微流道吸热管与风冷散热器构成回路，光伏组件多余的热量通过风冷散热器散发掉。
作为优选，所述的光伏组件与微流道吸热管之间设有导热板，微流道吸热管的外侧设有隔热板，隔热板的外侧设有底板，底板上设有光伏接线座。导热板能快速把光伏组件上的热量传递给微流道吸热管，实现热交换。
作为优选，所述导热板的顶面为平面，所述导热板的顶面上设有碳晶涂层，所述的碳晶涂层表面与光伏组件底面之间通过导热胶连接。碳晶涂层具有高导热性，能快速把光伏组件多余的热量传递给导热板，冷却介质循环能快速把导热板上的热量带走，从而保持光伏组件稳定的工作环境。
作为优选，所述导热板的底面上设有上吸热管槽，所述的隔热板的顶面上设有与上吸热管槽对应的下吸热管槽，所述的导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，所述的微流道吸热管位于上吸热管槽、下吸热管槽内。微流道吸热管嵌在上吸热管槽、下吸热管槽内，一方面起到定位作用，另一方面能增加微流道吸热管与导热板之间的接触面积，提高热交换效率。
作为优选，所述的微流道吸热管的内径为2mm-3mm。
作为优选，所述的导热板为铝板，所述的光伏组件为单晶硅组件或多晶硅组件。
因此，本发明具有能保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率，同时还能利用光伏组件多余的热量对水箱中的水加热的有益效果。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为本光伏光热板的结构示意图。
图3为本光伏光热板的爆炸图。
图4为图3中D处放大示意图。
图5为微流道吸热管的示意图。
图中：光伏光热板1、水箱2、加热盘管3、压缩机4、储液罐5、节流管6、过滤器7、保温套8、风冷散热器9、电控换向阀10、进水管20、出水管21、限压排气阀22、边框100、光伏组件101、导热板102、微流道吸热管103、隔热板104、底板105、光伏接线座106、碳晶涂层107、导热胶108、上吸热管槽109、下吸热管槽110。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1所示的一种基于光伏光热板的热电联产系统，包括光伏光热板1、水箱2，如图2和图3所示，光伏光热板1包括边框100，边框内100从上到下依次设有光伏组件101、导热板102、微流道吸热管103、隔热板104、底板105，底板上设有光伏接线座106，导热板102的顶面为平面，导热板102的顶面上设有碳晶涂层107，碳晶涂层107表面与光伏组件101底面之间通过导热胶108连接；如图4所示，导热板102的底面上设有上吸热管槽109，隔热板104的顶面上设有与上吸热管槽对应的下吸热管槽110，导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，微流道吸热管103位于上吸热管槽、下吸热管槽内；微流道吸热管103的结构如图5所示，微流道吸热管103的内径为2mm，本实施例中的导热板为铝板，光伏组件为单晶硅组件。
水箱2内设有加热盘管3，加热盘管3的两端与微流道吸热管103的两端通过管路连接形成封闭的回路，整个回路中设有冷却介质，微流道吸热管103与加热盘管的进液端之间设有压缩机4，微流道吸热管103与加热盘管3的出液端之间设有节流装置，节流装置包括储液罐5、节流管6，储液罐与节流管之间设有过滤器7，节流管为毛细管，加热盘管3的出液端与储液罐连通，储液罐的出液端与节流管连接，储液罐上的进液管位于罐底部，出液管位于罐顶部，从而能够调节冷却介质的循环量；水箱2的外侧设有保温套8，水箱2的下端侧面设有进水管20，水箱的上端侧面设有出水管21，水箱的顶部设有限压排气阀22。
微流道吸热管103的两端之间还连接有风冷散热器9，风冷散热器与管路的连接处设有电控换向阀10，如图1所示，当电控换向阀10切换到A-C连通时，微流道吸热管103与加热盘管3构成回路，微流道吸热管103与风冷散热器9断开连接，光伏组件上多余的热量被冷却介质吸收后传递到加热盘管3内对水箱内的水加热，同时能够保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率；当水箱中的水加热到设定温度后，电控换向阀10切换到A-B连通，光伏组件多余的热量直接通过风冷散热器9散发掉；在夜间，光伏组件无法吸热热量，电控换向阀10切换到B-C连通，压缩机工作，此时整个系统成为一个热泵，风冷散热器吸收空气中的能量为水箱中的水加热。因此，本发明具有能保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率，同时还能利用光伏组件多余的热量对水箱中的水加热的有益效果。
Claims (9)
1.一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，包括光伏光热板、水箱，所述的光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，所述的水箱内设有加热盘管，所述加热盘管的两端与微流道吸热管的两端通过管路连接形成封闭的回路，整个回路中设有冷却介质，所述微流道吸热管与加热盘管的进液端之间设有压缩机，所述微流道吸热管与加热盘管的出液端之间设有节流装置；所述微流道散热管的两端之间还设有风冷散热器，所述风冷散热器与管路的连接处设有电控换向阀；电控换向阀上有A、B、C三个连接端，其中A端与光伏光热板内的微流道吸热管连接，B端与风冷散热器连接，C端与压缩机连接，当电控换向阀切换到A-C连通时，微流道吸热管与加热盘管构成回路，微流道吸热管与风冷散热器断开连接，光伏组件上多余的热量被冷却介质吸收后传递到加热盘管内对水箱内的水加热，同时能够保持光伏组件稳定的工作温度，提高光电转化效率；当水箱中的水加热到设定温度后，电控换向阀切换到A-B连通，光伏组件多余的热量直接通过风冷散热器散发掉；在夜间，光伏组件无法吸收热量，电控换向阀切换到B-C连通，压缩机工作，此时整个系统成为一个热泵，风冷散热器吸收空气中的能量为水箱中的水加热。
2.根据权利要求1所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的节流装置包括储液罐、节流管，所述加热盘管的出液端与储液罐连通，储液罐的出液端与节流管连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的储液罐与节流管之间设有过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的水箱的外侧设有保温套，所述水箱的下端侧面设有进水管，所述水箱的上端侧面设有出水管，所述水箱的顶部设有限压排气阀。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的光伏组件与微流道散热管之间设有导热板，微流道散热管的外侧设有隔热板，隔热板的外侧设有底板，底板上设有光伏接线座。
6.根据权利要求5所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述导热板的顶面为平面，所述导热板的顶面上设有碳晶涂层，所述的碳晶涂层表面与光伏组件底面之间通过导热胶连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述导热板的底面上设有上散热管槽，所述的隔热板的顶面上设有与上散热管槽对应的下散热管槽，所述的导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，所述的微流道散热管位于上散热管槽、下散热管槽内。
8.根据权利要求1所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的微流道散热管的内径为2mm-3mm。
9.根据权利要求5所述的一种基于光伏光热板的热电联产系统，其特征是，所述的导热板为铝板，所述的光伏组件为单晶硅组件或多晶硅组件。
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