CN105680796B - 一种与微通道集热器结合的光伏光热模块 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种与微通道集热器结合的光伏光热模块，包括光伏发电模块、翅片微通道传热模块、保温层和整体边框。翅片微通道传热模块夹在保温层和光伏发电模块之间，翅片微通道传热模块与光伏发电模块之间由导热硅脂填充，整体模块利用整体边框顶部的凹槽扣边及底部的铁皮层将光伏发电模块、翅片微通道传热模块、保温层封装成一个整体。翅片微通道传热模块通过两侧的翅片加大吸热面积，充分利用空间，节省材料；翅片微通道扁管的微槽道结构可极大地提高单相流和两相流冷却液流体与微通道壁面之间的对流换热系数和换热能力。本发明结构简单、制作装配方便，极大地提高了太阳能利用效率和质量，具有极强的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用领域，属于一种太阳能光电光热综合利用装置，具体是一种与微通道集热器结合的光伏光热模块。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，所以它成为了当前着重发展的新能源之一。传统的太阳能利用只局限于光热或者光电单一应用。实验证明，太阳能光电效率一般在15%左右，其余能量转化成为了热能；同时因为光电效率是与光伏电池片自身温度相关，温度越高，效率越低。因为传统单一结构既浪费了热能又影响了光电输出效率，所以近年来光电光热结合利用的研究越来越多。CN 204103861 U公开的一种结构为：将铜管焊接固定于吸热铝板背面，吸热铝板顶面通过导热胶与光伏模块紧密粘合，冷水通过铜管后冷却光电模块的同时获得热量。此种结构，冷却液体流动方式为层流换热系数低，换热接触面积较小，大大影响了传热能力；同时焊接工艺也增加了产品的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，而提供一种与微通道集热器结合的光伏光热模块。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种与微通道集热器结合的光伏光热模块，包括光伏发电模块、翅片微通道传热模块、保温层和整体边框；
所述的光伏发电模块由钢化玻璃板、EVA层、光电电池片、EVA层和TPT层依次层压而成；EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）层起贴合作用，TPT（聚氟乙烯复合膜）层起绝缘作用，层压机加热并融化贴合剂EVA，将钢化玻璃板、光电电池片以及TPT有效的层压成一个牢固整体；
所述的翅片微通道传热模块包括两根导流铝管，两根导流铝管之间均布固定有若干翅片微通道扁管，导流管与各翅片微通道扁管相互连通，其中一根导流管上开设流体进口、另一根导流管上开设流体出口；翅片微通道扁管由微通道扁管及其两端的翅片组成，微通道扁管与其两端的翅片挤压成一体，并且两端翅片与微通道扁管面处于同一水平面，这种结构扩大了吸热和传热接触面积，相应的减少了微通道扁管的面积，节省材料和成本；若干微通道扁管面及翅片面形成的平整传热接触面通过导热硅脂与光伏发电模块紧密、有效的贴合在一起；冷却液流体从其中一根导流铝管进入，在翅片微通道扁管内吸收热量后温度上升或者汽化蒸发，最后再从另一根导流铝管排出；翅片微通道扁管特殊的微通道结构可极大地提高单相流和两相流冷却液流体与微通道扁管壁面之间的对流换热系数和换热能力；同时这种新型结构安装拆卸方便有利于及时调整和维修。
所述的保温层由两层酚醛树脂板以及夹置于两层酚醛树脂板之间的塑料泡沫板组成；微通道传热模块支撑于顶层的酚醛树脂板上；其中酚醛树脂板除了传热系数低，保温效果好外，同时具有较强硬度和形状任意切割的优点，它可以很好地支撑翅片微通道传热模块，使其与光伏发电模块紧密接触，保证传热能力；同时塑料泡沫板起到调节缓冲作用，使光伏发电模块、翅片微通道传热模块、酚醛树脂板、整体边框顺利的结合成一个整体；
所述的整体边框封装于光伏发电模块、翅片微通道传热模块和保温层的整体外部，整体边框的顶部设有用于紧扣光伏发电模块的凹槽扣边，整体边框的底部设有用于支撑保温层的铁皮层；边框一方面在其顶部的凹槽扣边结合的方式将光伏发电模块牢牢固定，另一方面在其底部的铁皮层通过铆钉将酚醛树脂板固定，将整个模块封装成一个整体。
本发明所述的与微通道集热器结合的光伏光热模块由光伏发电模块、翅片微通道传热模块、保温层、整体边框组成。其中翅片微通道传热模块夹在硬度较强的酚醛树脂保温层和光伏发电模块之间，翅片微通道传热模块与光伏发电模块之间由导热硅脂填充，整体模块利用整体边框顶部的凹槽扣边及底部的铁皮层将光伏发电模块、翅片微通道传热模块、保温层牢牢夹紧，封装成一个整体。即：本发明所述的与微通道集热器结合的光伏光热模块由上到下依次为钢化玻璃板、上EVA层、光电电池片、下EVA层、绝缘层TPT层、导热硅脂、翅片微通道传热模块、保温层，以及用于封装其整体的整体边框、凹槽扣边及铁皮层。
本发明所述的与微通道集热器结合的光伏光热模块，翅片微通道传热模块排列成为一个平面，与导流铝管焊接成为一个整体。翅片微通道传热模块通过两侧的翅片加大吸热面积，充分利用空间，节省材料；翅片微通道扁管特殊的微通道结构可极大地提高单相流和两相流冷却液流体与微通道壁面之间的对流换热系数和换热能力。当冷却液为单相流时，翅片微通道扁管的特殊结构促使高速单相流冷却液与微通道壁面之间具有更高的对流换热系数；当冷却液为两相流时，气体流速的增加会在膜界面产生更高的剪切应力，这将极大减小通道壁上液体膜的厚度，提高了壁面上液体的蒸发速率或者流道空间内气体的冷凝速度。光伏光热模块与翅片微通道传热模块之间由导热硅脂填充，降低二者之间的接触热阻，增强了换热系数；另外这种结构有效避免了光电电池片与金属吸热板之间因热胀冷缩系数不同而导致的光电模块断路。此模块因翅片微通道扁管有极高的换热系数比普通PV/T系统有更高的光热效率；同时光电电池片温度更低，光电转换效率更高。
本发明结构简单、制作装配方便，极大地提高了太阳能利用效率和质量，具有极强的实用价值。
附图说明
图1为本发明光伏光热模块长边局部剖视图。
图2为本发明光伏光热模块短边局部剖视图。
图3为本发明光伏光热模块的俯视图。
图4为光伏发电模块的结构示意图。
图5为图4的左视图。
图6为翅片微通道传热模块的结构示意图。
图7为图6的俯视图。
图中：1-光伏发电模块、1.1-钢化玻璃板、1.2- EVA层、1.3-光电电池片、1.4-TPT层、2-翅片微通道传热模块、2.1-导流铝管、2.2-翅片微通道扁管、3-保温层、3.1-塑料泡沫板、3.2-酚醛树脂板、4-整体边框、4.1-铁皮层、4.2-凹槽扣边。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1至图7所示，一种与微通道集热器结合的光伏光热模块，包括光伏发电模块1、翅片微通道传热模块2、保温层3和整体边框4；
所述的光伏发电模块1由钢化玻璃板1.1、EVA层1.2、光电电池片1.3、EVA层1.2和TPT层1.4依次层压而成；
所述的翅片微通道传热模块2包括两根导流铝管2.1，两根导流铝管2.1之间均布固定有若干翅片微通道扁管2.2；翅片微通道扁管2.2由微通道扁管及其两端的翅片组成，微通道扁管与其两端的翅片挤压成一体，并且两端翅片与微通道扁管面处于同一水平面；若干微通道扁管面及翅片面形成的平整接触面通过导热硅脂与光伏发电模块1贴合在一起；
所述的保温层3由两层酚醛树脂板3.2以及夹置于两层酚醛树脂板3.2之间的塑料泡沫板3.1组成；微通道传热模块2支撑于顶层的酚醛树脂板3.2上；
所述的整体边框4封装于光伏发电模块1、翅片微通道传热模块2和保温层3的整体外部，整体边框4的顶部设有用于紧扣光伏发电模块1的凹槽扣边4.2，整体边框4的底部设有用于支撑保温层3的铁皮层4.1。
Claims (1)
1.一种与微通道集热器结合的光伏光热模块，其特征在于：包括光伏发电模块（1）、翅片微通道传热模块（2）、保温层（3）和整体边框（4）；
所述的光伏发电模块（1）由钢化玻璃板（1.1）、EVA层（1.2）、光电电池片（1.3）、EVA层（1.2）和TPT层（1.4）依次层压而成；
所述的翅片微通道传热模块（2）包括两根导流铝管（2.1），两根导流铝管（2.1）之间均布固定有若干翅片微通道扁管（2.2）；翅片微通道扁管（2.2）由微通道扁管及其两端的翅片组成，微通道扁管与其两端的翅片挤压成一体，并且两端翅片与微通道扁管面处于同一水平面；若干微通道扁管面及翅片面形成的平整接触面通过导热硅脂与光伏发电模块（1）贴合在一起；
所述的保温层（3）由两层酚醛树脂板（3.2）以及夹置于两层酚醛树脂板（3.2）之间的塑料泡沫板（3.1）组成；微通道传热模块（2）支撑于顶层的酚醛树脂板（3.2）上；
所述的整体边框（4）封装于光伏发电模块（1）、翅片微通道传热模块（2）和保温层（3）的整体外部，整体边框（4）的顶部设有用于紧扣光伏发电模块（1）的凹槽扣边（4.2），整体边框（4）的底部设有用于支撑保温层（3）的铁皮层（4.1）。
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