CN109245673A - 一种新型太阳能光伏光热空气集热器 - Google Patents

一种新型太阳能光伏光热空气集热器 Download PDF

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由世俊
郭晋
范满
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    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

本发明公开了一种新型太阳能光伏光热空气集热器，包括太阳能集热板，太阳能集热板上不均匀排列设置有太阳能光伏板，太阳能集热板和太阳能光伏板设置于集热板腔体和高透光玻璃盖板密封的空间内，集热板腔体设有进风口及风机，带有条缝孔的挡板，S型风道，送风口，太阳能光伏板背部设有肋片。太阳能光伏板排列于集热板的底部及周围，使得室内回风先经过太阳能光伏板，带走了太阳能光伏板产出电能以外的热能，加快了太阳能光伏板的散热速度，提高了光电转化效率；之后再与太阳能集热板换热，得到进一步温升，提高了太阳能空气集热器的集热效率。本发明在应用中能够有效提高太阳能光伏板的光电转化效率和太阳能空气集热器的集热效率。

Description

一种新型太阳能光伏光热空气集热器
技术领域
本发明属于太阳能发电、集热技术领域，具体涉及一种一体式的新型太阳能光伏光热空气集热器。
背景技术
太阳能光伏光热集热器是将太阳电池与传统太阳集热器整合起来，利用不同波段太阳能同时产生电能和热能的装置，可视作一种热电联产技术。随着太阳能技术和材料技术的发展，将太阳能与建筑相关设备集合成为太阳能技术与建筑一体化的重要部分。太阳能光伏驱动的空气集热器用太阳能光伏板为风机提供电力，可实现不消耗常规能源，然后风机将室内空气吸入集热器腔体内加热后送入室内，主要应用于冬季建筑供暖。现有的太阳能光伏板均匀排布于集热板之间，入射到太阳能光伏板表面的太阳能辐射能只有一小部分转化为电能，其余大部分都转化为热能，使光伏板工作温度升高，对光伏板的性能和寿命造成不利影响。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种新型太阳能光伏光热空气集热器，解决现有技术中太阳能光伏板工作温度高、光电转化效率低的问题。
本发明的技术方案是：一种新型太阳能光伏光热空气集热器，包括太阳能集热板，太阳能集热板上不均匀排列设置有太阳能光伏板，太阳能集热板和太阳能光伏板设置于集热板腔体和高透光玻璃盖板密封的空间内，集热板腔体下部设有进风口及风机，集热板腔体上还设置S型风道以及位于腔体侧面上部送风口，太阳能光伏板背部设有肋片。
所述太阳能光伏板及太阳能集热板复合形式为底部包围型、底部型、两侧型。
所述底部包围型、两侧型复合形式集热板腔体上还设有带有条缝孔的挡板，所述底部包围型复合形式集热板挡板底部不设置条缝，两侧部分均匀设置宽度为1/3挡板宽度的条缝；所述两侧型复合形式集热板两侧部分均匀设置宽度为1/3挡板宽度的条缝。
所述太阳能光伏板表面镀有一层抗反射膜。
所述风机由太阳能光伏板发电驱动。
所述肋片为梯形肋片、三角形肋片或矩形肋片，规则或不规则排列。
本发明的有益效果是：太阳能光伏板排列于集热板的底部及周围，使得室内回风先经过太阳能光伏板，带走了太阳能光伏板产出电能以外的热能，加快了太阳能光伏板的散热速度，提高了光电转化效率；之后再与太阳能集热板换热，得到进一步温升，提高了太阳能空气集热器的集热效率。太阳能光伏板表面镀一层抗反射膜，降低了太阳光伏板表面反射率。本发明在应用中能够有效提高太阳能光伏板的光电转化效率和太阳能空气集热器的集热效率。
附图说明
图1为本发明集热器一种底部包围型的各组成部分的分解示意图；
图2为本发明提出的新型集热器太阳能光伏板和集热板的结构示意图，给出了太阳能光伏板及集热板复合形式举例：(a)底部包围型；(b)底部型；(c)两侧型；
图3为本发明集热器的S型风道及肋片的结构示意图，给出了不同太阳能光伏板及集热板复合形式对应的S型风道及肋片结构示意图：(a)底部包围型；(b)底部型；(c)两侧型；
图4为本发明集热器的S型风道及不规则排布肋片的结构示意图，给出了不同太阳能光伏板及集热板复合形式对应的S型风道及不规则肋片结构示意图：(a)底部包围型；(b)底部型；(c)两侧型；
其中：1.高透光玻璃盖板；2.太阳能光伏板；3.太阳能集热板；4.带有条缝孔的挡板；5.S型风道；6.进风口及风机；7.肋片；8.送风口；9.集热器腔体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，集热器腔体9正面设有高透光玻璃盖板1，中间为封闭空间。太阳能光伏板2表面镀一层抗反射膜，用以降低太阳光伏板表面反射率。太阳能光伏板2排列于集热板的底部及周围，室内回风从进风口6进入风道，光伏板2背部有肋片7(图3a)加强换热，加快太阳能光伏板2的散热速度，提高了光电转化效率。经预热后的空气上升并通过带有条缝孔的挡板4条缝孔向中间流动，通过肋片7，进入S型风道5，使空气温度进一步上升，经送风口8送向室内。
所述太阳能光伏板2所产生的电力与风机6连接，为风机6提供电力，风机6将室内空气吸入集热器内部进行加热。
肋片7用于增大换热面积、破坏层流边界层，排列形式不唯一，形状不唯一，可以为梯形肋片、三角形肋片和矩形肋片等。
为了加快太阳能光伏板2的散热速度，提高了光电转化效率，太阳能光伏板2及集热板3的复合形式可以有多种形式。除底部包围型(图3a)，还可以为底部型(图3b)。太阳能光伏板2位于集热板3的底部，室内空气经进风口6进入集热器内部，底部设有肋片7加强换热，带走太阳能光伏板2的热量，再进入S型风道。
太阳能光伏板2及集热板3复合形式还可以为两侧型(图3c)。太阳能光伏板2位于集热板3的两侧，两侧散热快，降低太阳能光伏板2的工作温度，提高了光电转化效率。室内回风经进风口6进入集热器底部，上侧设有挡风板，待加热空气分流进入两侧，两侧设有肋片7加强换热，在上升中经条缝孔进入中间腔体，经由S型风道进一步加热。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的若干改进或变形，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，也应视为在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，包括太阳能集热板，太阳能集热板上不均匀排列设置有太阳能光伏板，太阳能集热板和太阳能光伏板设置于集热板腔体和高透光玻璃盖板密封的空间内，集热板腔体下部设有进风口及风机，集热板腔体上还设置S型风道以及位于腔体侧面上部送风口，太阳能光伏板背部设有肋片。
2.根据权利要求1所述新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，所述太阳能光伏板及太阳能集热板复合形式为底部包围型、底部型、两侧型。
3.根据权利要求2所述新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，所述底部包围型、两侧型复合形式集热板腔体上还设有带有条缝孔的挡板，所述底部包围型复合形式集热板挡板底部不设置条缝，两侧部分均匀设置宽度为1/3挡板宽度的条缝；所述两侧型复合形式集热板两侧部分均匀设置宽度为1/3挡板宽度的条缝。
4.根据权利要求1所述新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，所述太阳能光伏板表面镀有一层抗反射膜。
5.根据权利要求1所述新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，所述风机由太阳能光伏板发电驱动。
6.根据权利要求1所述新型太阳能光伏光热空气集热器，其特征在于，所述肋片为梯形肋片、三角形肋片或矩形肋片，规则或不规则排列。
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