CN111219887A - 一种防过热的光伏光热复合利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防过热的光伏光热复合利用装置，包括：支撑框架；光伏电池板，位于支撑框架的中央，用于将太阳能转化为电能与热能；玻璃盖板，固定在支撑框架中并位于光伏电池板的上方；微通道吸热板，贴合在光伏电池板的下方，内部用于流通传热流体并与传热流体进行换热；保温层，位于支撑框架的四周内侧以及微通道吸热板的下方；多个向上波纹管，设置在支撑框架的四角以及中间位置；多个向下波纹管，对应设置在向上波纹管下方；进水分配管，位于支撑框架中，与微通道吸热板连接，用于传热流体的流入；以及出水分配管，位于支撑框架中，与微通道吸热板连接，用于传热流体的流出。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能利用装置，具体涉及一种防过热的光伏光热复合利用装置。
背景技术
太阳能光伏发电技术是利用光伏电池板吸收太阳辐射能并将其转换为电能，近年来随着太阳能电池的成本不断降低，光伏发电的应用规模不断扩大。光伏电池板将太阳辐射能转换为电能时，还将一部分能量转换为热能，由于光伏发电的效率目前还较低，只有5％-20％，大量的太阳能会转化为热能，导致光伏电池板的温度升高，降低发电效率。光伏光热复合装置将光伏发电与太阳能热利用结合在一起，在进行发电的同时，把吸收的热能利用起来，可以大幅提高太阳能利用的综合效率。
为了减少热损失，光伏光热复合装置一般具有较好的保温性能，如果在某个时间段，用热负荷很小，而太阳辐射很强，光伏板的温度会急剧升高，不但会降低发电效率，甚至可能导致光伏板过热、烧毁。比如对于太阳能采暖系统，冬季以外的其它季节，晴天时太阳辐射强，但这时没有供暖负荷，光伏光热复合装置的温度就会很高。对于大学校园里的光伏发电与生活热水系统，也会出现类似的情况，在晴朗的夏季，太阳辐射很强，而学校暑假期间，洗浴用水的负荷大幅减少，复合装置的温度也会升的很高，甚至出现汽化、超压甚至爆裂的情况。因此必须采取措施防止光伏光热复合装置温度过高。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种防过热的光伏光热复合利用装置。
本发明提供了一种防过热的光伏光热复合利用装置，具有这样的特征，包括：支撑框架；光伏电池板，位于支撑框架的中央，用于将太阳能转化为电能与热能；玻璃盖板，固定在支撑框架中并位于光伏电池板的上方；微通道吸热板，贴合在光伏电池板的下方，内部用于流通传热流体并与传热流体进行换热；保温层，位于支撑框架的四周内侧以及微通道吸热板的下方；多个向上波纹管，设置在支撑框架的四角以及中间位置；多个向下波纹管，对应设置在向上波纹管下方；进水分配管，位于支撑框架中，与微通道吸热板连接，用于传热流体的流入；以及出水分配管，位于支撑框架中，与微通道吸热板连接，用于传热流体的流出，其中，光伏电池板与玻璃盖板之间为封闭空气层，向上波纹管中充注有膨胀液，当温度超过设定值时，膨胀液受热膨胀，带动向上波纹管向上伸出，使得玻璃盖板向上移动，将封闭空气层变为上部流通空气层，向下波纹管中充注有膨胀液，当温度超过设定值时，膨胀液受热膨胀，带动向下波纹管向下伸出，使得微通道吸热板与保温层之间出现下部流通空气层。
在本发明提供的防过热的光伏光热复合利用装置中，还可以具有这样的特征：其中，光伏电池板与微通道吸热板之间通过导热胶或层压技术进行贴合。
在本发明提供的防过热的光伏光热复合利用装置中，还可以具有这样的特征：其中，微通道吸热板为平行微通道换热板或单面膨胀交错微通道换热板。
在本发明提供的防过热的光伏光热复合利用装置中，还可以具有这样的特征：其中，传热流体为水、防冻液、纳米流体或氟利昂。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种防过热的光伏光热复合利用装置，因为设有向上波纹管与向下波纹管，当温度超过设定值时，向上波纹管将向上伸出形成上部流通空气层，向下波纹管将向下伸出形成下部流通空气层，从而通过空气流动来进行降热，所以，能够防止光伏电池板过热，提高了光电转换效率，延长了光伏电池板的寿命；因为向上波纹管与向下波纹管中充注有膨胀液，所以，向上波纹管和向下波纹管的动作受温度控制，无需人为操作，能够实现自动控制；因为设有输入传热流体的进水分配管、与传热流体换热的微通道吸热板以及输出换热后的传热流体进水分配管，所以，既能通过光伏电池板进行发电，还能还通过传热流体对外部进行供热，提高了太阳能的利用率，节省了常规能源的消耗。
附图说明
图1是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置的平面示意图；
图2是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置处于闭合状态时的结构示意图；
图3是本发明的实施例中的平行微通道换热板的结构示意图；
图4是本发明的实施例中的单面膨胀交错微通道换热板的结构示意图；
图5是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置处于分开状态时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置的平面示意图；图2是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置处于闭合状态时的结构示意图。
如图1和图2所示，本实施例的一种防过热的光伏光热复合利用装置100，包括支撑框架10、光伏电池板20、玻璃盖板30、微通道吸热板40、保温层50、多个向上波纹管60、多个向下波纹管70、进水分配管80以及出水分配管90。
支撑框架10的外侧采用耐高温和抗腐蚀的金属材料制作，内侧采用保温性能较好的保温层50。
光伏电池板20位于支撑框架10的中央，用于将太阳能转化为电能与热能。
玻璃盖板30固定在支撑框架10中并位于光伏电池板20的上方。
本实施例中，玻璃盖板30采用玻璃透光率高、硬度高的玻璃，从而在保护光伏电池板20的基础上使光伏电池板20表面接收到更多的太阳辐射能。
微通道吸热板40贴合在光伏电池板20的下方，内部用于流通传热流体并与传热流体进行换热。
本实施例中，微通道吸热板40的材质为铝、不锈钢、铜等材料。
传热流体为水、防冻液、纳米流体或氟利昂。
光伏电池板20与微通道吸热板40之间通过导热胶或层压技术进行贴合。
保温层50位于支撑框架10的四周内侧以及微通道吸热板40的下方。
多个向上波纹管60设置在支撑框架10的四角以及中间位置。
多个向下波纹管70对应设置在向上波纹管60下方。
本实施例中，向上波纹管60与向下波纹管70之间填塞固定的垫片，减少波纹管的频繁伸缩，延长使用寿命。
进水分配管80位于支撑框架10中，与微通道吸热板40连接，用于传热流体的流入。
出水分配管90位于支撑框架10中，与微通道吸热板40连接，用于传热流体的流出。
微通道吸热板40为平行微通道换热板或单面膨胀交错微通道换热板。
图3是本发明的实施例中的平行微通道换热板的结构示意图。
如图3所示，平行微通道换热板双面平整，内部设有多个用于传热液体流动的通道。
图4是本发明的实施例中的单面膨胀交错微通道换热板的结构示意图。
如图4所示，单面膨胀交错微通道换热板一面为平整面，一面为膨胀面，使用时，平整面朝向光伏发电板20，膨胀面朝向保温层50。
图5是本发明的实施例中的防过热的光伏光热复合利用装置处于分开状态时的结构示意图。
如图2和图5所示，本实施例中，当光伏电池板20的工作温度低于设定值时，向上波纹管60、向下波纹管70均处于收缩状态，玻璃盖板30和光伏电池板20之间形成一个封闭空气层110，微通道吸热板10与下面的保温层50紧密贴合，此时，防过热的光伏光热复合利用装置100处于闭合状态，整个装置形成一个封闭的整体，具有良好的保温性能。光伏电池板20将太阳能转化为电能与热能，传热流体从进水分配管80进入，经过微通道吸热板40，吸收光伏电池板20散出的热能后升温，再汇入出水集合管90通向末端装置用来供热，此时整个装置既发电又供热。
当光伏电池板20的工作时温度超过设定值时，向上波纹管60内的膨胀液受热膨胀，带动向上波纹管60向上移动，使得玻璃盖板30向上移动，原先玻璃盖板30与光伏电池板20之间的封闭空气层110就变成上部流通空气层120，同时，向下波纹管70内的膨胀液则迫使向下波纹管70向下伸出，使得微通道吸热板40与保温层50之间出现下部流通空气层130，此时，整个装置处于分开状态。在上部流通空气层120和下部流通空气层130的冷却作用下，光伏电池板20产生的热量被周围流通空气带走，光伏电池板20不会出现出现过热现象，不但能保证发电效率，而且能够延长光伏电池板20的寿命。当光伏电池板20的温度降低到设定值以下时，膨胀液收缩带动向上波纹管60、向下波纹管70收缩回初始位置，整个装置又回归闭合状态，当温度再次升高时，装置又变成分开状态，装置可以自动反复调节工作模式适应温度的变化。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种防过热的光伏光热复合利用装置，因为设有向上波纹管与向下波纹管，当温度超过设定值时，向上波纹管将向上伸出形成上部流通空气层，向下波纹管将向下伸出形成下部流通空气层，从而通过空气流动来进行降热，所以，能够防止光伏电池板过热，提高了光电转换效率，延长了光伏电池板的寿命；因为向上波纹管与向下波纹管中充注有膨胀液，所以，向上波纹管和向下波纹管的动作受温度控制，无需人为操作，能够实现自动控制；因为设有输入传热流体的进水分配管、与传热流体换热的微通道吸热板以及输出换热后的传热流体进水分配管，所以，既能通过光伏电池板进行发电，还能还通过传热流体对外部进行供热，提高了太阳能的利用率，节省了常规能源的消耗。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种防过热的光伏光热复合利用装置，其特征在于，包括：
支撑框架；
光伏电池板，位于所述支撑框架的中央，用于将太阳能转化为电能与热能；
玻璃盖板，固定在所述支撑框架中并位于所述光伏电池板的上方；
微通道吸热板，贴合在所述光伏电池板的下方，内部用于流通传热流体并与所述传热流体进行换热；
保温层，位于所述支撑框架的四周内侧以及所述微通道吸热板的下方；
多个向上波纹管，设置在所述支撑框架的四角以及中间位置；
多个向下波纹管，对应设置在所述向上波纹管下方；
进水分配管，位于所述支撑框架中，与所述微通道吸热板连接，用于所述传热流体的流入；以及
出水分配管，位于所述支撑框架中，与所述微通道吸热板连接，用于所述传热流体的流出，
其中，所述光伏电池板与所述玻璃盖板之间为封闭空气层，
所述向上波纹管中充注有膨胀液，当温度超过设定值时，所述膨胀液受热膨胀，带动所述向上波纹管向上伸出，使得所述玻璃盖板向上移动，将所述封闭空气层变为上部流通空气层，
所述向下波纹管中充注有膨胀液，当温度超过设定值时，所述膨胀液受热膨胀，带动所述向下波纹管向下伸出，使得所述微通道吸热板与所述保温层之间出现下部流通空气层。
2.根据权利要求1所述的防过热的光伏光热复合利用装置，其特征在于：
其中，所述光伏电池板与所述微通道吸热板之间通过导热胶或层压技术进行贴合。
3.根据权利要求1所述的防过热的光伏光热复合利用装置，其特征在于：
其中，所述微通道吸热板为平行微通道换热板或单面膨胀交错微通道换热板。
4.根据权利要求1所述的防过热的光伏光热复合利用装置，其特征在于：
其中，所述传热流体为水、防冻液、纳米流体或氟利昂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200602 |