CN1612360A

CN1612360A - 太阳能光伏电池管

Info

Publication number: CN1612360A
Application number: CN 200310103395
Authority: CN
Inventors: 孔维铭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-04

Abstract

本发明涉及的是一种太阳能光电转换利用装置，确切的说是一种太阳能光伏电池管。它主要包括玻璃外管、金属端盖及位于玻璃外管中的导热管，其特征在于：在导热管上固定有导热器，导热器由导热翼片和导热板两部分组成，在导热器的导热板外侧固定有光伏电池片(膜)，在导热管的上端头上可设有冷凝端头、散热器，也可直接敞口，在导热器的导热板与光伏电池片之间设有绝缘膜，在玻璃外管的管体或端盖上设有供输电线引出的封接钮，连在太阳能电池片上的输电线从封接钮中引出，并与封接钮热熔封为一体。与已有的太阳能光伏电池元件相比，本发明可与大口径槽式聚光器配合使用，从而使单位峰瓦的初装费用降低40％左右，本发明正常工作时可以在获得电能的同时，收集热能，从而提高了太阳能光伏发电系统的性能价格比，采用高硬度玻璃外管保护的真空封装形式，还能够使太阳能电池板的使用寿命同比延长20％年左右。

Description

太阳能光伏电池管

本发明涉及的是一种太阳能转化利用装置，确切的说是一种太阳能光伏电池管。

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的绿色能源，如何进行有效的开发利用，一直是人类在能源开发利用领域研究、探索的焦点之一，尤其是近几年随着全球性生态环境的持续恶化以及人们对环境保护重要性认识的提高，大规模开发利用以太阳能为主导的可再生清洁能源就显得尤为迫切。目前太阳能光热转换利用技术及产品已经在世界上许多国家得到了普及应用，相比而言，太阳能光电转换利用技术和相关产品却得不到有效地普及和应用，究其原因，制约太阳能光电技术及产品广泛普及应用的因素主要在于以下几个方面：

1、目前太阳能光电转化的成本普遍较高。小规模的太阳能光电转化利用主要还是依靠太阳能电池板来实现，但由于太阳能电池板生产成本的居高不下，使得太阳能光电转化设备的综合成本过高。

2、太阳能电池板的使用寿命不够长。目前太阳能电池的封装形式主要是采用硬质材料框架、玻璃板和密封树脂等部件和材料进行封装，但由于用于密封的树脂材料易于老化，导致水、气侵入造成太阳能电池的光电转化效率急剧衰减甚至失效。

3、太阳能电池板的功能单一，性能价格比低。由于目前的太阳能电池板仅有光伏发电这么一种功能，所以通常太阳能光伏发电设备的性能价格比相对较低。

4、占用的采光面积大，在一些既需要太阳能光电、又需要太阳能光热的场所，比如生态环保型住宅，通常会因为太阳能电池板转化效率低而需要占用更多的、本来就十分有限的可利用采光面积，而影响了太阳能光热转化利用等其它相关设备的正常安装和使用。

本发明的目就是要克服现有太阳能光伏电池组件的这些不足，提供一种性能价格比高、使用寿命长、可以配合大口径聚光器使用、使光伏发电设施的初装费用大幅度降低、可以在获得电能的同时，能够收集光在电池板上所转化的热能，并可将所收集到热能加以利用的新型太阳能光伏发电元件。

本发明提供了一种太阳能光伏发电管，其特征在于：由玻璃外管、金属端盖、导热管三个基本元件构成本发明的基本框架，导热管的端头穿过金属端盖并与金属端盖焊接为一体，金属端盖又与玻璃外管的关口通过金属——玻璃封接工艺封接在一起，导热管的至少一个端头穿过金属端盖伸出管体外，在其前端头上可选择加装冷凝器、散热器也可直接敞口并与外围其它结构的热交换器对接，在导热管上固定有导热器，导热器的横截面被设计成“V”型、三角形型、弧形、多边型或多边型的一部分；太阳能电池片固定在导热器外侧的导热板上，在导热器的导热板和太阳能电池片(或电池膜)之间设有抗老化的绝缘膜，所述的绝缘膜优选纳米陶瓷材料烧结绝缘膜，但不局限陶瓷烧结膜，既可以是有机材料绝缘膜也可以是无机材料绝缘膜，在玻璃外管的管体上设有输电线引出封接钮，电源线的接头从封接钮中引出，并通过热熔封接工艺与玻璃外管熔封为一体，在封接钮的外围套有保护罩，在玻璃外管的端头可以设有方便地固定聚光罩转动部件的环形凹槽，玻璃外管内腔被抽成气压不大于1×10^-1帕的真空。

本发明与现有的太阳能电池组件相比：采用全密封真空封装，可以延长有效使用寿命期20％以上；可以与大口径的可跟踪阳光转动的抛物面聚光器配合使用，从而可大幅度提高单位面积的太阳能电池板的发电量，并使光伏发电设施每峰瓦电的初期设备投资同比降低40％左右；可以在获得电能的同时，收集利用太阳能电池板上所产生的热能，从而拓宽了太阳能电池组件的功能范围，并使产品的性能价格比得到显著提高。

下面结合附图对本发明加以详细描述。

附图1、本发明实施例1的整体结构示意图。

附图2、本发明实施例1的纵剖视图。

附图3、附图2的A1-A1截面图。

附图4、附图2的局部放大图。

附图5、本发明实施例2的整体结构示意图。

附图6、附图5的A2-A2截面图。

附图7、本发明实施例3的整体结构示意图。

附图8、附图7的A3-A3截面图。

附图9、本发明实施例4的整体结构示意图。

附图10、附图9的A4-A4截面图。

附图11、本发明实施例5的整体结构示意图。

附图12、附图11的A5-A5截面图。

附图13、本发明实施例6的整体结构示意图。

附图14、附图13的A6-A6截面图。

附图15、本发明实施例7的整体结构示意图。

附图16、附图15的A7-A7截面图。

附图17、本发明实施例8的整体结构示意图。

附图18、附图17的B-B纵向剖视图。

附图19、附图17的A8-A8截面图。

实施例1：

如附图1、图2、图3、图4所示：本发明由透明的玻璃外管1、金属端盖2、导热管3a组成，其中在玻璃外管1与金属端盖2通过金属—玻璃热熔封封接工艺封结为一体，在玻璃外管1的管体上或金属端盖上设有至少一个封接钮101，在封接钮上安装有保护罩102，在玻璃外管1的端头上可设有可方便地固定聚光罩转动部件的环形凹槽，玻璃外管与金属端盖组成的管体内腔被抽成气压不大于1×10^-1pa的真空。导热管3a为两端密闭的金属管，在导热管3a的金属管体内装有适量的相变传热工质3a01，在导热管3a的端头上安装有冷凝器3a02，在导热器3a的管体上固定有导热器4a，导热器4a由导热翼片4a01和导热板4a02组成，其中导热翼片4a01与导热管3a的管体压合在一起，导热器4a横截面外轮廓线为六边形。导热管3a的前端头从金属端盖2中穿过，并与金属端盖密封固定为一体，在导热管端头上端加装有冷凝器3a01，在位于导热器4a外侧的导热板4a02上固定有太阳能电池片(膜)5，各个太阳能单元电池片(膜)之间根据用电需要通过电线以串并联的形式连接在一起，其中总的电线输出端头501，从光伏电池管管体上的封接钮101中引出，穿过封接钮101及其保护罩102连接管外的输电线路，在导热板402和电池片5之间设置有绝缘膜6，所述的绝缘膜6可以是无机抗老化绝缘膜，如纳米陶瓷烧结绝缘膜、搪瓷烧结膜、玻璃质烧结膜、云母片膜、真空非金属镀膜，也可以是有机绝缘膜，如聚四氟乙烯膜、PET(聚对本二甲乙酯)膜，本发明优选纳米陶瓷烧结膜，在导热器4a的加工过程中可直接涂附、烧结在导热板4a02的外表面。

实施例2：

如附图5、图6所示：

实施例2与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于：固定在导热管3a上导热器4b由导热翼片4b01和导热板4b02组成，其外轮廓线为“V”形，其中两个导热板可以呈0～90度的任意一个角度的夹角。

实施例3：

如附图7、图8所示：

实施立3与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于：固定在导热管3a上导热器4c由导热翼片4c01和导热板4c02组成，其外轮廓线为三角形。

实施例4：

如附图9、图10所示：

实施例4与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于固定在导热管3a上导热器4d由导热翼片4d01和导热板4d02组成，其外轮廓线为六边形一部分也可以是其它多边形至少两个边所组成的结构形状。

实施例5：

如附图11、图12所示：

实施例5与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于：固定在导热管3a上导热器4e由导热翼片4e01和导热板4e02组成，其外轮廓线为菱形或除六边形以外其他多边形。

实施例6：

如附图13、图14所示：

实施例6与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于：固定在导热管3a上导热器4f由导热翼片4f01和导热板4f02组成，其外轮廓线为弧形，在弧形导热板4f02的外表面固定有太阳能电池片(膜)5，在热管3a的上端头设置有散热器3a03。

实施例7：

如附图15、图16所示：

实施例7与实施例1中结构相同的部分因附带相同的序号，故不再对其进行重复说明，其不同之处在于与金属端盖2焊接为一体的导热管3b为前端开口的盲管结构，固定在导热管3b上导热器4g由导热翼片4g01和导热板4g02组成，其外轮廓线为圆形或弧形。

实施例8：

如附图17、图18、图19所示：

实施例8与实施例1的基本结构相近，由透明的玻璃外管1、金属端盖2、导热管3c组成，其中玻璃外管1为两端均开口的管子，并分别与一个金属端盖2焊接为一体，导热管3c为两端开口的金属管，两端分别与金属端盖2焊接在一起，在金属端盖2或管体上设置有供电源线引出的封接钮101。

Claims

1、一种太阳能光伏电池管，它包括玻璃外管1、金属端盖2、导热管3(3a/3b/3c)，其特征在于：导热管3(3a/3b/3c)与金属端盖2焊接为一体，在导热管3(3a/3b/3c)管体上设置有导热器4(4a/4b/4c/4f/4g)，在导热器的外侧固定有太阳能光伏电池片(膜)5，在太阳能光伏电池片(膜)5与导热器4(4a/4b/4c/4f/4g)之间设有绝缘膜6，在本发明的管体上设有至少一个封接钮101，在封接钮101上设置有保护罩102，光伏电池片5的输电线501穿过封接钮101、保护罩102从光伏电池管内引出。

2、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，所述的导热管3a为两端封闭的金属管，在导热管3a的管体内装有适量的相变传热工质3a01，在导热管的前端设置有冷凝器3a02，在导热器3a的管体上固定有导热器4a，导热器4a由导热翼片4a01和导热板4a02组成，其中导热翼片4a01与导热管3a的管体压合在一起，导热板4a02与固定在其外侧太阳能光伏电池片(膜)5之间设置有绝缘膜6，导热器4a横截面外轮廓线为包括六边形、菱形在内的多边形的至少两个边所组成的图案。

3、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，所述的导热器4b由导热翼片4b01和导热板4b02组成，导热器4b横截面外轮廓线为“V”型图案，其中两个导热板4b02之间可以呈0～90度的任意一个角度的夹角。

4、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，所属的导热器4c由导热翼片4c01和导热板4c02组成，其外轮廓线呈三角图案。

5、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，固定在导热管3a上导热器4f由导热翼片4f01和导热板4f02组成，导热器4f外轮廓线为圆弧形图案，在弧形导热板4f02的外表面固定有太阳能电池片(膜)5，在热管3a的上端头设置有散热器3a03。

6、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，与金属端盖2焊接为一体的导热管3b为前端开口的盲管，固定在导热管3b上导热器4g由导热翼片4g01和导热板4g02组成，其外轮廓线为包括抛物线、双曲线、渐开线在内的规则弧形以及各种非规则弧线。

7、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，导热管3c为两端开口的金属管，两端分别与金属端盖2焊接在一起，在金属端盖2或玻璃外管1的管体上设置有供输电线引出的封接钮101。

8、如权力要求1所述的太阳能光伏电池管，其特征在于，由玻璃外管1与金属端盖2组成的密闭空腔内被抽成气压不大于1×10^-1帕的真空。