CN115188848A - 分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 - Google Patents
分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115188848A CN115188848A CN202210738936.9A CN202210738936A CN115188848A CN 115188848 A CN115188848 A CN 115188848A CN 202210738936 A CN202210738936 A CN 202210738936A CN 115188848 A CN115188848 A CN 115188848A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- splitting
- eva layer
- photovoltaic panel
- solar photovoltaic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 claims description 28
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 abstract description 18
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 16
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种分光式太阳能光伏板及热‑电联合系统，其中分光式太阳能光伏板包括依次贴合设置的第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板，其特征在于，光伏板还包括分光式盖板玻璃，分光式盖板玻璃设置于第一EVA层上，且分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板组装后，外侧通过封边边框封装。与现有技术相比，本发明通过在传统太阳能板上设置分光式盖板玻璃，实现了光伏和光热的高效解耦利用，用于光伏发电的部分光穿过分光玻璃实现太阳能电池发电，剩余的热射线可以被反射至吸热器用于太阳能热利用，由于反射了热射线，所以还可降低光伏板的温度从而提高光伏发电效率。具有可通过对太阳能分光谱利用，实现太阳能热电联产，提高太阳能综合利用效率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块领域，尤其是涉及一种分光式太阳能光伏板及热-电联合系统。
背景技术
在加快发展可再生能源大背景下，提高非化石能源占一次能源消费总量比重刻不容缓。太阳能是当前地球上储量最丰富的可再生能源，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费，具有独特的优势和巨大的开发利用潜，从总量上看，太阳能是唯一有可能完全满足地球人类能源需求的可再生能源。
目前对太阳能的利用可大致分为三类，即太阳能热利用、太阳能发电以及光伏光热利用。
太阳能热利用即使用特定设备通过聚焦、直接吸收或其他方式将太阳辐射能转换为热能，从而满足不同的需要，如太阳能干燥、太阳炉灶、太阳能热水器、太阳能炕、太阳能空调、太阳能海水淡化等，其中太阳能热水器产业化最好，但是热利用形式只利用了热射线光谱部分的太阳能，对于太阳能光谱的可见光部分未能得到充分开发利用。
太阳能发电为通过光生伏打效应，将太阳能直接转换为电能的太阳能利用方法，如光伏发电、聚焦式热发电(四种类型)、太阳能气流发电、太阳池发电，发电能量品质高，但是发电效率低，一般在5-25％，在近20年之内，效率都没达到1％的提升。可见当前光伏发电技术存在瓶颈，发电效率低下并且成本偏高。
光伏光热利用目前都是热、电耦合在一起的热电一体化模块(光伏光热板)，热电的供应与用户热、电负荷需求很难匹配恰当，当供求匹配不佳时，比如夏季用电高峰时，热的需求量却很小，这样容易引起热电一体化模块(光伏光热板)温度升高，发电效率降低，严重时发生超温损坏。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种分光式太阳能光伏板及热-电联合系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种分光式太阳能光伏板，包括依次贴合设置的第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板，所述光伏板还包括分光式盖板玻璃，所述分光式盖板玻璃设置于第一EVA层上，且所述分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板组装后，外侧通过封边边框封装。
所述分光式盖板玻璃为镀膜玻璃。
所述分光式盖板玻璃为平面状。
所述分光式盖板玻璃为槽式曲面状，且凸起面朝向所述第一EVA层。
所述分光式盖板玻璃为碟式曲面状。
所述边框铝合金边框，并通过铆接方式与分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板连接。
所述分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板的边缘均设有多个安装孔。
所述分光式盖板玻璃反射的热射线波段为700～1100nm，穿透的可见光的波段为400～700nm。
所述电池片包括多块太阳能晶硅电池。
一种含有如上述的分光式太阳能光伏板的热-电联合系统，包括光伏板阵列、蓄热装置和用热端，所述光伏板阵列由多个分光式太阳能光伏板组成，所述蓄热装置的一端连接至各分光式太阳能光伏板的输出端，另一端连接至用热端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、通过在传统太阳能板上设置分光式盖板玻璃，实现了光伏和光热的高效解耦利用，用于光伏发电的部分光穿过分光玻璃实现电池工作，剩余的可以反射，从而提高电力的供求匹配，避免夏季等供求不匹配时导致温升过大。
2、分光式盖板玻璃为平面状，结构稳定性更高。
3、分光式盖板玻璃为槽式曲面状，且凸起面朝向所述第一EVA层，可以更好的汇聚反射的热量加以利用。
4、基于分光谱利用技术，不但解决了用户热、电负荷不平衡条件下耦合式光伏光热组件超温损坏的瓶颈问题，也保证了太阳能的光伏光热高效综合利用，有重要的学术意义和工程应用价值。
5、反射的热射线可用于用热端的热利用，在一个系统中热、电分别利用，互不影响。
附图说明
图1为本发明分光式太阳能光伏板的结构示意图；
图2为本发明实施例中热-电联合系统的结构示意图；
其中：1、分光式盖板玻璃，2、第一EVA层，3、电池片，4、第二EVA层，5、背板，6、边框。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种分光式太阳能光伏板，如图1所示，包括依次贴合设置的第一EVA层2、电池片3、第二EVA层4和背板5，光伏板还包括分光式盖板玻璃1，分光式盖板玻璃1设置于第一EVA层2上，且分光式盖板玻璃1、第一EVA层2、电池片3、第二EVA层4和背板5组装后，外侧通过封边边框6封装。
通过在传统太阳能板上设置分光式盖板玻璃1，实现了光伏和光热的高效解耦利用，用于光伏发电的部分光穿过分光玻璃实现电池工作，剩余的可以反射，从而提高电力的供求匹配，避免夏季等供求不匹配时导致温升过大。
在一些实施例中，分光式盖板玻璃1可以采用半反半透镜等玻璃材料，当然在另一些实施例中，分光式盖板玻璃1为镀膜玻璃，如此，加工更加简单，能高效透过可见光同时高效反射热射线，覆盖在光伏板上方作为反射镜。
本实施例中，分光式盖板玻璃1为平面状，整体结构工整，从而结构稳定性更高，但是在一些其他实施例中，分光式盖板玻璃1也可以为槽式曲面状，且凸起面朝向第一EVA层2，可以更好的汇聚反射的热量加以利用。此外，在另一些实施例中，分光式盖板玻璃1也可以为碟式曲面状。
本实施例中，边框6铝合金边框6，并通过铆接方式与分光式盖板玻璃1、第一EVA层2、电池片3、第二EVA层4和背板5连接，如此，结构强度更高，不易松动。当然，在其他实施例中，也可以采用其他例如螺钉等可拆卸的方式，从而可以替换分光式盖板玻璃1，实现不同季节情况的调整更换以改变反射比例。
在本实施例中，为了更加方便的通过铆接固定，分光式盖板玻璃1、第一EVA层2、电池片3、第二EVA层4和背板5的边缘均设有多个安装孔。
本实施例中，分光式盖板玻璃1反射的热射线波段为700～1100nm，穿透的可见光的波段为400～700nm，400～700nm波段可见光透过分光式盖板玻璃1并投射到太阳能光伏电池板上，通过光伏效应产生电能；而700～1100nm热射线波段光线被分光式盖板玻璃1反射，可以将光能转化为热能，直接利用或者间接热发电。
电池片3可采用常规的电池板，包括多块太阳能晶硅电池，由于本申请的改进并不在于此，为了避免本申请的目的模糊，因此不再赘述。
本申请的另一方面提供了一种含有如上述的分光式太阳能光伏板的热-电联合系统，如图2所示，包括光伏板阵列、蓄热装置和用热端，光伏板阵列由多个槽式分光式太阳能光伏板组成，蓄热装置的一端连接至各分光式太阳能光伏板的输出端，另一端连接至用热端。反射的热射线可用于用热端的热利用，在一个系统中热、电分别利用，互不影响，图2中，集热场即为光伏板阵列，动力部分即为用热端。
本申请在实施时，针对分光式盖板玻璃1的选择，需要对太阳光谱、太阳能电池光谱响应等分别进行理论分析。通过对太阳光谱的研究，得出太阳能电池最佳光谱响应波段以及用于太阳能热利用的热辐射波段，以更为充分合理的利用各个波段的太阳辐射。
然后开发镀膜新材料，将普通高透明玻璃开发为对可见光可高度透过(透过率高于95％)、红外线可高反射(反射率高于95％)的分光玻璃，用于常规太阳能光伏组件的盖板玻璃。而且新材料的抗氧化、抗室外气候变化及极端天气的能力更好，寿命长，性能衰减慢。
并且要耐受室外气候的镀膜工艺研究，采用化学沉积法、热蒸发镀、机械(包括喷涂和浸渍两种方法)以及目前比较先进的磁控贱射镀膜工艺，对所镀膜的产品进行光学、耐候测试，选用最适合的镀膜工艺。
最后镀膜耐温实验，因为该玻璃在后续的组装使用过程中，需要短时间耐受150摄氏度，所以需要在专门的恒温烘箱中对镀膜进行温度耐受实验。
Claims (10)
1.一种分光式太阳能光伏板，包括依次贴合设置的第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板，其特征在于，所述光伏板还包括分光式盖板玻璃，所述分光式盖板玻璃设置于第一EVA层上，且所述分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板组装后，外侧通过封边边框封装。
2.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃为镀膜玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃为平面状。
4.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃为槽式曲面状，且凸起面朝向所述第一EVA层。
5.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃为碟式曲面状。
6.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述边框铝合金边框，并通过铆接方式与分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板连接。
7.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃、第一EVA层、电池片、第二EVA层和背板的边缘均设有多个安装孔。
8.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述分光式盖板玻璃反射的热射线波段为700～1100nm，穿透的可见光的波段为400～700nm。
9.根据权利要求1所述的一种分光式太阳能光伏板，其特征在于，所述电池片包括多块太阳能晶硅电池。
10.一种含有如权利要求1-9中任一所述的分光式太阳能光伏板的热-电联合系统，其特征在于，包括光伏板阵列、蓄热装置和用热端，所述光伏板阵列由多个分光式太阳能光伏板组成，所述蓄热装置的一端连接至各分光式太阳能光伏板的输出端，另一端连接至用热端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210738936.9A CN115188848A (zh) | 2022-06-25 | 2022-06-25 | 分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210738936.9A CN115188848A (zh) | 2022-06-25 | 2022-06-25 | 分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115188848A true CN115188848A (zh) | 2022-10-14 |
Family
ID=83515327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210738936.9A Pending CN115188848A (zh) | 2022-06-25 | 2022-06-25 | 分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115188848A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116655037A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 海南中南标质量科学研究院有限公司 | 小型移动作业平台海水淡化处理系统 |
-
2022
- 2022-06-25 CN CN202210738936.9A patent/CN115188848A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116655037A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 海南中南标质量科学研究院有限公司 | 小型移动作业平台海水淡化处理系统 |
| CN116655037B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-03 | 海南中南标质量科学研究院有限公司 | 小型移动作业平台海水淡化处理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103441177B (zh) | 多用途聚光太阳能系统 | |
| CN101316082B (zh) | 高效率低成本太阳能热电联产系统 | |
| CN108055001B (zh) | 一种可动态调控的太阳能聚光分频热电联产装置及方法 | |
| CN101494248B (zh) | 一种平板聚光太阳能电池及其制作方法 | |
| CN201256368Y (zh) | 高效率低成本太阳能热电联产系统 | |
| CN115188848A (zh) | 分光式太阳能光伏板及热-电联合系统 | |
| CN103888050A (zh) | 一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置 | |
| CN106208950A (zh) | 一种有利于农作物生长的碟式反射聚光光伏发电系统 | |
| CN101795100A (zh) | 一种太阳能光伏发电系统 | |
| CN110034720A (zh) | 一种反射式聚热光热光伏发电组合能源利用系统及方法 | |
| CN111953290B (zh) | 一种热电联合多功能玻璃装置 | |
| CN202996871U (zh) | 一种聚光反射式光伏模组的发电、供热联产装置 | |
| JPH1019388A (ja) | ハイブリッド型パネル及びこのハイブリッド型パネルを備えた建物 | |
| CN209982429U (zh) | 一种光伏光热一体化装置 | |
| CN102201477B (zh) | 一种基于周期性微结构的太阳能聚光方法 | |
| Mo et al. | Performance of a passively cooled Fresnel lens concentrating photovoltaic module | |
| CN202384339U (zh) | 基于光伏电池和温差电池的组合电池装置 | |
| CN204927317U (zh) | 太阳能发电装置 | |
| US20130000691A1 (en) | Apparatus for concentrating solar energy | |
| CN218507713U (zh) | 一种高红外反射型密封胶膜 | |
| CN202034395U (zh) | 一种基于周期性微结构的太阳能聚光器 | |
| CN216794908U (zh) | 一种分光式太阳能光伏光热利用装置 | |
| CN219329264U (zh) | 一种bipv双面彩色光伏组件 | |
| CN213599591U (zh) | 光伏光热热电水箱模块 | |
| CN220553450U (zh) | 聚光型光伏面板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |