CN110752824A - 光伏光热一体化组件 - Google Patents

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尹宏文
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Abstract

本发明公开了一种运行效率高、更充分利用太阳能、综合成本低、利用太阳能产生电能的同时又能生产热水的复合型利用太阳能的光伏光热一体化组件。本发明自上向下包括设有透光面板的面板层(1)、设有太阳能光伏电池板的电池层(2)、用于结构支撑的背板层(3)、导热胶层(4)、设有板式热水器的热水器层(5)，所述导热胶层(4)紧密贴敷于所述背板层(3)与所述热水器层(5)之间。本发明可广泛应用于太阳能领域。

Description

光伏光热一体化组件
技术领域
本发明属于太阳能领域，具体涉及一种光伏光热一体化组件。
背景技术
目前市场上的光伏组件都是性能单一的光电转换设备，在敷设了光伏发电系统以后，系统就只有单一的发电功能，只能给用户提供单一的电能；而实际上用户在需要电能的同时还需要热能，例如热水。
光伏组件在实现光电转换时，在吸收了部分光辐射产生光生伏特效应而产生电流的同时，也吸收了由于光照而产生的热量，这个热量会使光伏组件的工作温度升高，随着组件的工作温度升高，组件的内阻加大，对组件的发电效率造成影响。单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低，电压温度系数为－(210～212)mV/℃，即温度每升高1℃，单体太阳能电池开路电压降低210～212mV；太阳能电池短路电流随温度的升高而升高；太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低，因此温度升高直接影响到发电效率，例如工作在20℃的硅太阳能电池，其输出功率要比工作在70℃的高20％。单块太阳能电池组件通常由36片单体太阳能电池串联组成。根据在西宁地区实地测量的结果，夏天时太阳能电池组件背表面温度可以达到70℃，而此时的太阳能电池工作结温可以达到100℃(额定参数标定均在25℃条件下)，此时该组件的开路电压与额定值相比将降低约为213×(100－25)×36＝6210mV，峰值功率损失率约为14％×(100－25)＝30％。由此可以看出，硅太阳能电池工作在温度较高情况下，开路电压随温度的升高而大幅下降，同时导致充电工作点的严重偏移，易使系统充电不足而损坏；硅太阳能电池的输出功率随温度的升高也大幅下降，致使太阳能电池组件不能充分发挥最大性能。因此，太阳能光伏发电过程中的热量对发电系统不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种运行效率高、更充分利用太阳能、综合成本低、利用太阳能产生电能的同时又能生产热水的复合型利用太阳能的光伏光热一体化组件。
本发明所采用的技术方案是：本发明自上向下包括设有透光面板的面板层、设有太阳能光伏电池板的电池层、用于结构支撑的背板层、导热胶层、设有板式热水器的热水器层，所述导热胶层紧密贴敷于所述背板层与所述热水器层之间。
所述热水器层的背面设有接线盒。
所述板式热水器包括加热水管，所述加热水管的两端设有进水口、出水口。
所述加热水管在所述热水器层内呈蛇形排布。
所述背板层及其边框采用铝合金型材制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明自上向下包括设有透光面板的面板层、设有太阳能光伏电池板的电池层、用于结构支撑的背板层、导热胶层、设有板式热水器的热水器层，所述导热胶层紧密贴敷于所述背板层与所述热水器层之间；本发明克服了现有技术的缺陷和不足，突破了本领域现有技术的固有思维，改造目前光伏发电组件的装置结构，在传统光伏发电组件的背板下面，加装光热集、吸热装置，使光电、光热紧密相结合，形成一个完美的结合体，该装置既能吸收光伏发电组件未能利用的光的剩余能量，又能对光伏发电组件在工作时产生的热量进行吸收利用而生产热水，从而对太阳能进行充分利用，既能满足用户同时用电、用热的需求，又能提高光伏发电系统的发电效益，既能让设备的高效运行，又能将热能充分利用，使得光伏发电系统不再是只有单一的发电功能，让它在给用户提供电能的同时，也为用户提供热能即热水，因此本发明节能效果好，节省用户用能成本，提高系统发电效益，故本发明运行效率高，能够更充分利用太阳能，综合成本低，利用太阳能产生电能的同时又能生产热水，是一种复合型利用太阳能的光伏光热一体化组件。
附图说明
图1是本发明实施例的光伏光热一体化组件的正面结构示意图；
图2是图1所示A－A剖视结构示意图；
图3是图2所示I处的局部放大结构示意图；
图4是本发明实施例的光伏光热一体化组件的背面结构示意图；
图5是本发明实施例的光热一体组件的热水器层的水循环部分的结构示意图；
图6是图5所示B－B剖视放大结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图1～图6所示，本实施例的光伏光热一体化组件自上向下包括设有透光面板的面板层1、设有太阳能光伏电池板的电池层2、用于结构支撑的背板层3、导热胶层4、设有板式热水器的热水器层5，所述热水器层5的背面设有接线盒9，用于传导太阳能发电产生的电能，所述板式热水器包括加热水管8，所述加热水管8的两端设有进水口6、出水口7，所述加热水管8在所述热水器层5内呈蛇形排布，换热效率高，所述背板层3及其边框采用铝合金型材制成，此型材上部具备常规光伏组件边框的功能，下部具备特种板式太阳能热水器功能，二者整体设计制造，在保证结构强度的同时，导热率高，使得太阳能发电部分的热量及时向热水器部分传导，所述导热胶层4紧密贴敷于所述背板层3与所述热水器层5之间，从而使光伏组件部分吸收的热量良好的传导到热水器部分来加热热水器内的循环水，通过水循环控制系统管理利用热水，同时降低光伏组件部分的温度，提高光伏发电效率，同时保持光伏发电系统工作状态不变。
本发明克服了现有技术的缺陷和不足，突破了本领域现有技术的固有思维，改造目前光伏发电组件的装置结构，在传统光伏发电组件的背板下面，加装光热集、吸热装置，使光电、光热紧密相结合，形成一个完美的结合体，该装置既能吸收光伏发电组件未能利用的光的剩余能量，又能对光伏发电组件在工作时产生的热量进行吸收利用而生产热水，从而对太阳能进行充分利用，既能满足用户同时用电、用热的需求，又能提高光伏发电系统的发电效益，既能让设备的高效运行，又能将热能充分利用，使得光伏发电系统不再是只有单一的发电功能，让它在给用户提供电能的同时，也为用户提供热能即热水，因此本发明节能效果好，节省用户用能成本，提高系统发电效益，故本发明运行效率高，能够更充分利用太阳能，综合成本低，利用太阳能产生电能的同时又能生产热水，是一种复合型利用太阳能的光伏光热一体化组件
以上对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
本发明可广泛应用于太阳能领域。

Claims (5)

1.一种光伏光热一体化组件，其特征在于：自上向下包括设有透光面板的面板层(1)、设有太阳能光伏电池板的电池层(2)、用于结构支撑的背板层(3)、导热胶层(4)、设有板式热水器的热水器层(5)，所述导热胶层(4)紧密贴敷于所述背板层(3)与所述热水器层(5)之间。
2.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于：所述热水器层(5)的背面设有接线盒(9)。
3.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于：所述板式热水器包括加热水管(8)，所述加热水管(8)的两端设有进水口(6)、出水口(7)。
4.根据权利要求3所述的光伏光热一体化组件，其特征在于：所述加热水管(8)在所述热水器层(5)内呈蛇形排布。
5.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于：所述背板层(3)及其边框采用铝合金型材制成。
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