CN106452353A - 一种太阳能光热光电综合利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既能输出电能又能输出热能的太阳能光电光热综合利用装置,包括集热器、太阳能光伏电池片、支架，热传导铜板、毛细热管和玻璃板。本发明利用光伏电池将太阳能转化为电能的同时对其所吸收的热量加以利用，即同时产生热、电两种效益，提高了太阳能综合利用效率，另外还使得太阳能光伏电池片的温度有所降低，使其不再处于过高工作温度下运行，提高了太阳能光伏电池片的使用寿命。

Description

一种太阳能光热光电综合利用装置

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种太阳能综合利用装置。

背景技术

当今世界对能源的需求迅猛增长，而目前广泛使用的化石能源日益枯竭，且化石能源的利用会带来如大气污染、环境破坏等经济社会诸多问题。因而需要研究利用对环境友好且可再生的新型能源以逐步降低对化石能源的依赖，其中太阳能由于其自身的许多优势引起人们广泛关注。太阳能尽管十分丰富，现今的利用效率却并不高，太阳能热利用的效率能够达到60～70％，但得到的能源品位通常不高，而能够得到高品位能的太阳能光伏发电，其转换效率低于20％。

现有技术中，中国发明专利(专利名称为光电、光热综合利用的太阳电池发电系统，专利申请号为200810214807.x)提供了一种冷水管、热水管等实现光电光热一体化利用的装置；中国发明专利(专利名称为一种太阳能光电光热综合利用组件，专利申请号为201410275728.5)提供了一种在太阳能光伏组件的TPT背板底面粘结有集热器的技术方案。现有技术中的两种方案装置存在结构复杂、体积较大或综合发热发电利用效率不高的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种结构简单、体积较小且综合发热发电效率较高的太阳能光热光电综合利用装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种太阳能光热光电综合利用装置，包括集热器、太阳能光伏电池片、支架，其特征在于：还包括热传导铜板、毛细热管和玻璃板；所述太阳能光伏电池片固设在热传导铜板上面，在太阳能光伏电池片上面封装一块玻璃板以保护太阳能光伏电池片，太阳能光伏电池片和热传导铜板之间用密封胶封装四周形成密封层；所述热传导铜板下面固设有毛细热管，太阳能光伏电池片发电时产生的热量通过接触传导到毛细热管，毛细热管把热量进一步传导到集热器。

作为本发明的改进，还包括真空热管，真空热管布置在所述玻璃板的上面，所述真空热管包括玻璃管、热管和吸热膜，热管与玻璃管之间抽成真空，真空热管通过吸热膜吸收热量，热管负责把吸热膜吸收的热量传导到集热器。

作为本发明的进一步改进，还包括保温板，保温板布置在毛细热管下方并且不与毛细热管接触，热传导铜板与保温板之间用支柱支撑并用密封胶封装四周，中间容积被抽成真空形成真空密封层。

作为本发明的进一步改进，保温板与热传导铜板的间距大于两倍的毛细热管的直径。

作为本发明的进一步改进，毛细热管通过粘接方式固设在热传导铜板下面。

作为本发明的进一步改进，太阳能光伏电池片按行列的方式线性排列在热传导铜板上面。

作为本发明的进一步改进，两列所述太阳能电池片之间的间隔不小于真空热管直径的两倍。

作为本发明的进一步改进，两列所述太阳能电池片之间的间隔为真空热管直径的四倍。

作为本发明的进一步改进，吸热膜采用黑色吸热膜，且布置在热管的表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明既能够输出电能又能输出热能，实现太阳能综合利用，同时提高太阳能的综合利用效率；

2.本发明解决了当太阳光照射到光伏电池组件上时，只有部分能量能够被其转换成电能，其余的能量转化为热能不易扩散，还会成为废热使得光伏发电效率下降的问题，另外还可以将光伏发电产生的额外热量收集起来输出热能；

3.本发明结构简单、体积较小，在太阳能光伏电池片的间隙中布置有真空热管，在可利用面积有限的场合，如屋顶或建筑物外墙，本发明可以充分利用受光面积得到更多的热电产出；

4.本发明综合考虑发热发电效率，采用毛细热管和真空热管，能够通过自身内部工作液体相变来实现热量快速将从一端传到另一端，提高传热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的总体示意图；

图2是本发明的一种实施例的结构图；

图3是本发明的真空热管结构图。

图中：1集热器、2电池片、3支架、4真空热管、5玻璃板、6密封层、7热传导铜板、8真空密封层、9保温板、10支柱、11毛细热管、12玻璃管、13热管、14吸热膜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1和2所示，一种太阳能光热光电综合利用装置，包括集热器1、太阳能光伏电池片2、支架3，其特征在于：还包括热传导铜板7、毛细热管11和玻璃板5；太阳能光伏电池片2固设在热传导铜板7上面，在太阳能光伏电池片2上面封装一块玻璃板5以保护太阳能光伏电池片2，太阳能光伏电池片2和热传导铜板7之间用密封胶封装四周形成密封层6；为了经济考虑，密封层6的中间可不用抽真空。热传导铜板7下面固设有毛细热管11，太阳能光伏电池片2发电时产生的热量通过接触传导到毛细热管11，毛细热管11把热量进一步传导到集热器1。本发明既能够输出电能又能输出热能，实现太阳能综合利用，同时提高太阳能的综合利用效率；

本实施例中，由于只有部分能量能够被太阳能光伏电池片2转换成电能，其余的能量转化为热能，热量传导到热传导铜板7，热传导铜板7下面粘接毛细热管11，通过接触热量传导到毛细热管11，毛细热管11把热量传导到集热器1。本发明解决了当太阳光照射到光伏电池上时，只有部分能量能够被其转换成电能，其余的能量转化为热能不易扩散，还会成为废热使得光伏发电效率下降的问题，另外还可以将光伏发电产生的额外热量收集起来输出热能；

实施例二：

本实施例是在实施例一的基础上的一个改进方案，如图1和2所示的一种太阳能光热光电综合利用装置，还包括真空热管4，真空热管4布置在所述玻璃板5的上面，如图3所示，所述真空热管4包括玻璃管12、热管13和吸热膜14，真空热管4的外部有一层透明玻璃。作为优选，吸热膜14采用黑色吸热膜，且布置在热管13的表面。真空热管4的间隙部分即热管13与玻璃管12之间抽成真空，真空热管4通过吸热膜14吸收热量，热管13负责把吸热膜14吸收的热量传导到集热器1。所述毛细热管11和所述热管13是规格不同的热传导管，能够通过自身内部工作液体相变来实现热量快速将从一端传到另一端，提高传热效率。本实施例的技术效果是集热器1接收真空热管4和毛细热管11传导的两部分热量，实现太阳能光热最大效率利用。

实施例三：

作为又一个优选实施例，如图1和2所示的一种太阳能光热光电综合利用装置，还包括保温板9，保温板9布置在毛细热管11下方并且不与毛细热管11接触，热传导铜板7与保温板9之间用支柱10支撑并用密封胶封装四周，中间容积被抽成真空形成真空密封层8；毛细热管11紧密排列在热传导板下面并处在真空腔可防止热量散失,进一步提高热量利用效率。

实施例三：

作为又一个优选实施例，如图1和2所示的一种太阳能光热光电综合利用装置，其中保温板9与热传导铜板7的间距大于两倍的毛细热管11的直径；毛细热管11通过粘接方式固设在热传导铜板7下面；太阳能光伏电池片2按行列的方式线性排列在热传导铜板7上面；太阳能光伏电池片2的列距不小于真空热管4直径的两倍。太阳能光伏电池片2排列在真空热管4的间隙中，顶部集热器接收真空热管和毛细热管两部分的热，实现光热利用。本发明综合考虑发热发电效率，在太阳能光伏电池片的间隙中布置有真空热管，这种方式能有效防止只依靠电池组件传导热量不足的情况发生。由于光热和光电的利用共用一套装置，本发明结构简单、体积较小，且这种布置方式能保证在可利用面积有限的场合，如屋顶或建筑物外墙，可以充分利用受光面积得到更多的热电产出；

实施例四：

作为本发明的又一个优选实施例:如图1和2所示的一种太阳能光热光电综合利用装置，其中太阳能光伏电池片2的列距为真空热管4直径的四倍。本实施例利用光伏电池将太阳能转化为电能的同时对其所吸收的热量加以有效利用，即同时产生热、电两种效益，最大幅度地提高了太阳能综合利用效率，另外还使得太阳能光伏电池片的温度能有效降低，使其不再处于过高工作温度下运行，较大幅度提高了太阳能光伏电池片的使用寿命。

本发明的原理是：太阳能光伏电池片2受阳光照射发电，输出电能进行并网发电，实现太阳能光电利用。太阳能光热利用通过两方面实现：一方面，太阳能光伏电池片2发电时会产生热量，热量经过热传导铜板7传给毛细热管11，再通过毛细热管11传导到集热器1；另一方面，真空热管4通过吸热膜14吸收热量，热管13把热量传导到集热器1。集热器1接收真空热管4和毛细热管11传导的两部分热量，实现太阳能光热利用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种太阳能光热光电综合利用装置，包括集热器(1)、太阳能光伏电池片(2)、支架(3)，其特征在于：还包括热传导铜板(7)、毛细热管(11)和玻璃板(5)；

所述太阳能光伏电池片(2)固设在热传导铜板(7)上面，在太阳能光伏电池片(2)上面封装一块玻璃板(5)以保护太阳能光伏电池片(2)，太阳能光伏电池片(2)和热传导铜板(7)之间用密封胶封装四周形成密封层(6)；

所述热传导铜板(7)下面固设有毛细热管(11)，太阳能光伏电池片(2)发电时产生的热量通过接触传导到毛细热管(11)，毛细热管(11)把热量进一步传导到集热器(1)。

2.如权利要求1所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：还包括真空热管(4)，真空热管(4)布置在所述玻璃板(5)的上面，所述真空热管(4)包括玻璃管(12)、热管(13)和吸热膜(14)，热管(13)与玻璃管(12)之间抽成真空，真空热管(4)通过吸热膜(14)吸收热量，热管(13)负责把吸热膜(14)吸收的热量传导到集热器(1)。

3.如权利要求1或2任一所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：还包括保温板(9)，保温板(9)布置在毛细热管(11)下方并且不与毛细热管(11)接触，热传导铜板(7)与保温板(9)之间用支柱(10)支撑并用密封胶封装四周，中间容积被抽成真空形成真空密封层(8)。

4.如权利要求3所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：保温板(9)与热传导铜板(7)的间距大于两倍的毛细热管(11)的直径。

5.如权利要求1或2或4任一所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：所述毛细热管(11)通过粘接方式固设在热传导铜板(7)下面。

6.如权利要求1或2或4任一所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：所述太阳能光伏电池片(2)按行列的方式线性排列在热传导铜板(7)上面。

7.如权利要求6所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：两列所述太阳能电池片(2)之间的间隔不小于真空热管(4)直径的两倍。

8.如权利要求7所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：两列所述太阳能电池片(2)之间的间隔为真空热管(4)直径的四倍。

9.如权利要求2所述的一种太阳能光热光电综合利用装置，其特征在于：其中所述的吸热膜(14)采用黑色吸热膜，且布置在热管(13)的表面。