CN107421144A - 一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管 - Google Patents

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邹思
吴超群
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孙锦堂
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    • HELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,包括吸热内管、换热管、吸热基板、太阳能电池、电源线、太阳能玻璃外管、真空阀以及密封挡板,吸热内管是截面为半圆形的柱状体,吸热内管内设置吸热介质流通管道。吸热基板覆盖在吸热内管的平表面上,吸热基板与吸热内管的平表面通过焊接紧密连接,吸热基板的上表面上平铺有太阳能电池,吸热基板的上表面与所述太阳能电池紧密连接。太阳能玻璃外管为透明外管,太阳能玻璃外管内部抽真空。太阳能真空管整体换热效率高,实现了光伏光热一体化,生产成本低。

Description

一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管
技术领域
[0001] 本发明涉及一种太阳能转换装置,尤其涉及一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳 能真空管。
背景技术
[0002] 在各种新能源及可再生能源的利用中,太阳能是最受人关注且应用研究最多的一 种能源。太阳能利用方式主要有光热转换及光电转换两种,目前这两种太阳能转化利用技 术已经相对比较成熟,且部分技术已经大规模产业化,并且产生了良好的经济和社会效益。 在实际的应用中发现,标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为12 %〜17 %,即照射到电 池表面上的太阳能大约有80%左右能量将会转化成为热能,从而造成电池温度升高,导致 电池光电转化效率下降。为了使光伏电池光电转化效率保持较高水平,太阳能光伏光热一 体化技术应运而生,将光伏组件与太阳能集热器结合起来,同时产生电、热两种能量收益, 提高了太阳能的综合利用效率。
[0003] 目前的太阳能光伏光热一体化技术主要集中在太阳能光伏电池板背面敷设各种 形式的流体通道带走热量以降低电池温度,并对这部分热能加以利用,目前这种技术普遍 存在换热效率较低的缺陷。
[0004] 在改进的技术方案中,采用了圆柱形柱体作为吸热内管的形状,在部分表面,尤其 是面对阳光的一侧覆盖光伏电池实现发电和加热的一体化功能,但是存在有效采光的面积 小,热转换效率底下的问题。
[0005] 本发明在思路上通过改变吸热内管的形状,将以便的半弧形调整为平面,这样改 变吸热内关的界面为半圆形,保持与吸热基板的良好接触,确保热传递,保证加热效果,同 时可以增大采光表面积,通过在吸热基板的表面平铺覆盖太阳能电池,从而提高发电效率。 [0006]因此,有必要对现有技术进行改进以解决上述技术问题。
发明内容
[0007]有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术向题是开发一套新型的高效 太阳能真空管,可以改变吸热内管的截面形状,增加有效传热接触面积,通过设置吸热基板 并覆盖太阳能光伏电池的方式增加光伏发电的采光面积,提高热转换效率,最终实现整体 装置的热转换效率的提高。
[0008]为实现上述目的,本发明提供了一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管, 具体技术方案如下:
[0009] 本发明公开的高效太阳能真空管包括吸热内管、换热管、吸热基板、太阳能电池、 电源线、太阳能玻璃外管、真空阀以及密封挡板。
[0010] 进一步的,吸热内管是截面为半圆形的柱状体,吸热内管内设置吸热介质流通管 道,吸热内管截面设计成半圆形,主要是确保吸热内管表面具有平面,作为与吸热基板的接 触面,保证传热效果。 LUU*n」进一步的,吸热基板覆盖在吸热内管的平表面上,吸热基板与吸热内管的平表面 通过焊接紧密连接,吸热基板平面的面积大于吸热内管的平表面面积,吸热基板与吸热内 管的平表面具有连接的表面为下表面。
[0012]进一步的,吸热基板的上表面上覆盖有太阳能电池。
[0013]进一步的,吸热内管靠近端头处设有电源输出接口,连接有电源线。
[00M]进一步的,太阳能玻璃外管为透明外管,太阳能玻璃外管内部抽真空。
[0015]进一步的,真空阀设置在太阳能玻璃外管的顶端设置。
[0016]进一步的,换热管与吸热内管通过焊接方式连接,换热管的内部腔体与吸热内管 的内部腔体相通,形成封闭的整体腔体;密封挡板设置在太阳能玻璃外管靠近换执管的端 部。 …、
[0017]进一步的,太阳能电池的整体长度等于吸热基板的长度,与吸热内管的有效吸执 长度相等。 M
[0018]进一步的,太阳能电池完全暴露于太阳光下。
[0019]进一步的,太阳能电池的材料为晶体硅电池和/或薄膜电池。
[0020]进一步的,晶体硅电池包括单晶和/或多晶硅电池;薄膜电池包括非晶硅薄膜电 池、碲化镉太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、砷化镓太阳电池和/或纳米二氧化钛染料敏化太 阳电池。
[0021 ]进一步的,吸热内管的材料为金属材料,优选铜。
[0022] 进一步的,吸热基板的材料为金属材料,优选铝。
[0023] 进一步的,密封挡板包括中心吸热管穿孔和电源线穿孔,吸热管穿孔设置为让吸 热内管穿过,电源线穿孔设置为让电源线穿过。
[0024]本发明具有如下有益效果:
[0025] 1、本发明开发的高效太阳能真空管换热效率高,实现了太阳能光伏光热一体化。
[0026] 2、太阳能真空管换结构清晰,制造成本低。 。
[0027]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。 ’
附图说明
[0028]图1为本发明一个较佳实施例的高效太阳能真空管结构示意图;
[0029]图2为本发明一个较佳实施例的吸热内管和吸热基板的结构示意图;
[0030]图3为本发明一个较佳实施例的吸热内管、吸热基本和太阳能电池的关系示意图; [0031]图4为本发明一个较佳实施例的吸热内管和换热管的一体结构示意图。^ ,
具体实施方式
[0032]下面结合附图以及具体实施例进一步详细描述本发明。应理解,实施方式只是为 了举例说明本发明,而非以任何形式限制发明的范围。
[0033]图1为本发明一个较佳实施例的高效太阳能真空管结构示意图,图2为本发明一个 ,佳实施例的吸热内管和吸热基板的结构示意图,图3为本发明一个较佳实施例的吸热内 管、吸热基本和太阳能电池的关系不意图,图4为本发明一个较佳实施例的吸热内管和换热 管的一体结构示意图。
[0034]如图1-图4所示,其中1是吸热内管,2是换热管,3是吸热基板,4是太阳能电池,5是 电源线,6是太阳能玻璃外管,7是密封挡板,8是真空阀。
[0035]如图1-图4为本发明的较佳实施例,包括吸热内管丨、换热管2、吸热基板3、太阳能 电池4、电源线5、太阳能玻璃外管6、真空阀8以及密封挡板7。
[0036]吸热内管1是截面为半圆形的柱状体,吸热内管丨内设置水流通管道,吸热内管丄截 面设计成半圆形,主要是确保吸热内管1表面具有平面,作为与吸热基板3的接触面,保证传 热效果。
[0037]吸热基板3覆盖在吸热内管1的平表面上,吸热基板3与吸热内管1的平表面通过焊 接紧密连接,吸热基板3平面的面积大于吸热内管1的平表面面积,吸热基板3与吸热内管丄 的平表面具有连接的表面为下表面。
[0038]吸热基板3的上表面上覆盖有太阳能电池4,太阳能电池4为非晶硅薄膜电池。
[0039]吸热内管1靠近端头处设有电源输出接口,连接有电源线5。
[0040]太阳能玻璃外管6为透明外管,太阳能玻璃外管6内部抽真空。
[0041]真空阀8设置在太阳能玻璃外管6的顶端设置。
[0042]换热管2与吸热内管1通过焊接方式连接,换热管2的内部腔体与吸热内管1的内部 腔体相通,形成封闭的整体腔体;密封挡板7设置在太阳能玻璃外管6靠近换热管2的端部。
[0043]太阳能电池4的整体长度等于吸热基板3的长度,与吸热内管〖的有效吸热长度相 等。
[0044]太阳能电池4完全暴露于太阳光下。
[0045]吸热内管1的材料为铜。
[0046]吸热基板3的材料为铝。
[0047]密封挡板7包括中心吸热管穿孔和电源线穿孔,吸热管穿孔设置为让吸热内管丄穿 过,电源线穿孔设置为让电源线5穿过。 ^
[0048]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术 方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。 '

Claims (8)

1. 一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,包括吸热内管、换热 管、吸热基板、太阳能电池、电源线、太阳能玻璃外管、真空阀以及密封挡板; 所述吸热内管是截面为半圆形的柱状体,所述吸热内管内设置吸热介质流通管道; 所述吸热基板覆盖在所述吸热内管的平表面上,所述吸热基板与所述吸热内管的所述 平表面通过焊接紧密连接,所述吸热基板平面的面积大于所述吸热内管的所述平表面面 积,所述吸热基板与所述吸热内管的所述平表面具有连接的表面为下表面; 所述太阳能电池覆盖在所述吸热基板的上表面; 所述吸热内管靠近所述换热管的端头处设有电源输出接口,连接所述电源线; 所述太阳能玻璃外管为透明外管,所述太阳能玻璃外管内部抽真空; 所述真空阀设置在所述太阳能玻璃外管的顶端设置; 所述换热管与所述吸热内管通过焊接方式连接,所述换热管的内部腔体与所述吸热内 管的内部腔体相通,形成封闭的整体腔体;所述密封挡板设置在所述太阳能玻璃外管靠近 所述换热管的端部。
2.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述太阳能电池的整体长度等于所述吸热基板的长度,与所述吸热内管的有效吸热长度相 等。
3.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述太阳能电池完全暴露于太阳光下。
4.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述太阳能电池的材料为晶体硅电池和/或薄膜电池。 、 * ’
5.如权利要求5所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述晶体硅电池包括单晶和/或多晶硅电池;所述薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、蹄化镉太阳 电池、铜铟镓硒太阳电池、砷化镓太阳电池和/或纳米二氧化钛染料敏化太阳电池。
6.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述吸热内管的材料为金属材料。 ' ’
7.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管,其特征在于,所 述吸热基板的材料为金属材料。 ’ ' ’
8.如权利要求1所述的一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管其特征在于所 述密封挡板包括中心吸热管穿孔和电源线穿孔,所述吸热管穿孔设置为让^热内管穿过, 所述电源线穿孔设置为让电源线穿过。
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