CN201804879U - 带热交换器的聚光太阳能电池组件 - Google Patents

带热交换器的聚光太阳能电池组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种带热交换器的聚光太阳能电池组件，由钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、热交换器和建筑结构胶组成；采用层压工艺将钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、透明粘结胶和热交换器层压成一体，在钢化玻璃四条边用建筑结构胶密封，并使钢化玻璃和热交换器粘结在一起。本实用新型易于制造、成本低廉、性价比高，它不仅能够有效解决聚光电池片的散热问题，还能利用光热转化获得一定温度热水，达到太阳能综合利用的目的。

Description

带热交换器的聚光太阳能电池组件
技术领域
本实用新型属于太阳能利用技术领域，涉及带热交换器的聚光太阳能电池组件，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，取之不尽，用之不竭，充分开发利用太阳能不仅可以节约日益枯竭的常规能源，缓解严峻的资源短缺问题，而且还可以减少污染，保护人类赖以生存的生态环境。在众多的太阳能利用技术中，太阳能光伏发电技术实现了直接将太阳能转化为电能，是一种最方便的利用方式，它具有运行安全可靠、无需燃料、无噪声、无污染、可就地利用、使用维护简便、规模可大可小等优点，因而受到了世界各国的重视。
虽然太阳能光伏发电具有很多优点，但在光伏发电的发展过程中，使用成本过高一直是制约其迅速推广应用的关键因素。其重要原因之一是：用于生产太阳能电池的半导体材料价格昂贵，消耗量大，太阳能的吸收效率又很低，导致以太阳能电池为核心的光伏发电系统的成本难以大幅度降低。
常规的光伏发电系统一般是将太阳能电池固定安装，价格居高不下，难以迅速推广应用。根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正比增加而又不至于影响光伏电池寿命的特征，人们开始研究采用聚光和跟踪技术，希望在获得同样电能的情况下减少太阳能电池的用量，而增加的跟踪聚光的成本远低于所节约的太阳能电池的成本相当于用普通的金属玻璃等材料代替昂贵的半导体材料。德国、美国、西班牙、澳大利亚等国都分别开发了菲涅尔透镜聚光、反射聚光等各种聚光光伏发电系统，现有折射聚光的缺点是光强均匀性较差，透过率难以提高，制造成本较高，大型抛物面反射聚光的缺点是抛物面反射镜制造难度大，成本较高，反射镜容易破碎，机构整体防风性能差。这些均导致整套系统性价比提高不明显，使得聚光光伏发电系统的优势难以体现。到目前为止，仅有少量试验、示范性质的聚光光伏发电系统投入运行。
采用跟踪聚光的光伏发电技术，可以在同样的发电功率等级条件下，减少电池片面积若干倍，从而大大降低光伏发电成本。然而，目前使用的太阳能硅电池片光电转换效率低，一般只有10％～20％的太阳能转换成电能，其余的太阳能则转化为热能，使得电池片温度升高，太阳能电池片温度过高会大大降低其光电转换率和使用寿命，使聚光功能作用大打折扣。解决聚光光伏电池板温升问题的方法很多，但要能利用这部分多余热量，同时降低电池片工作温度，目前还没得到较好解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种易于制造、成本低廉、性价比高的带热交换器的聚光太阳能电池组件，它不仅能够有效解决聚光电池片的散热问题，还能利用光热转化获得一定温度热水，达到太阳能综合利用的目的。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
带热交换器的聚光太阳能电池组件，由钢化玻璃、透明粘结胶、电池片(硅晶体电池片)、热交换器和建筑结构胶组成；采用层压工艺将钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、透明粘结胶和热交换器层压成一体，在钢化玻璃四条边用建筑结构胶密封，并使钢化玻璃和热交换器粘结在一起。
所述的热交换器由铝合金冷却板、绝缘导热膜、保温管和管接头组成；铝合金冷却板表面喷涂一层绝缘导热膜；通过管接头连接铝合金冷却板和保温管，由此形成冷却液流动管路。
所述的铝合金冷却板是由铝合金材料挤拉成型的，整体形状呈“U”字型，“U”字型的两侧形成竖板；该铝合金冷却板上还设有冷却液流动管道。
采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：
一、采用带热交换器的聚光太阳能电池组件代替原来聚光光伏电池片背部的散热装置，不仅可有效解决聚光电池片的冷却问题，提高光电转换效率，而且利用热交换器还可获得一定温度的热水，充分利用了太阳能；
二、钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、透明粘结胶和热交换器层压成一体后，最后再由建筑结构胶密封固定，该种工艺方法比常规的铝合金边框固定的方式装配更为简单，且成本更为低廉，性价比高；
三、热交换器上的“U”字型铝合金冷却板，不仅方便了整个电池组件的在聚光架上的安装固定，而且还解决了常规冷却回流管道难加工及冷却板和冷却回流管道难装配的难点，进一步有效地提高了导热效率和降低成本；
综上所述，本实用新型与其它电池板封装结构相比，实现了低成本、高效率、双功能、太阳能光电光热综合利用。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的截面图；
图3是本实用新型的冷却液流动管路图。
标号说明
钢化玻璃      1     透明粘结胶   2
电池片        3     热交换器     4
铝合金冷却板  41    管道         411
竖板          412   绝缘导热膜   42
保温管        43    管接头       44
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型揭示的带热交换器的聚光太阳能电池组件，由钢化玻璃1、透明粘结胶(乙烯-醋酸乙烯共聚物)2、电池片3、热交换器4和建筑结构胶5组成。
所述的带热交换器的聚光太阳能电池组件采用层压工艺，先后将钢化玻璃1、透明粘结胶2、电池片3、透明粘结胶2和热交换器4层压成一体后，在钢化玻璃1的四条边用建筑结构胶5密封，并使钢化玻璃1和热交换器4粘结在一起，工艺简单，组装方便。
如图1、图2所示，所述的钢化玻璃1和太阳能电池片3之间通过透明粘结胶2粘结在一起，不仅不影响太阳能电池片3吸收太阳光而且还能保护太阳能电池片3，提高电池片3的使用寿命。
如图1、图2所示，所述的热交换器4主要由铝合金冷却板41、绝缘导热膜42、保温管43和管接头44组成；所述的铝合金冷却板41表面喷涂一层绝缘导热膜42，提高电池片的导热效率；通过管接头44连接铝合金冷却板41和保温管43，由此形成冷却液流动管路(如图3)。
所述的铝合金冷却板41是由导热效率高的铝合金材料挤拉成型的，整体形状呈“U”字型，结构简单、刚性好，且利用该“U”字型两侧的竖板412可方便的将电池组件固定于聚光架上；该铝合金冷却板41上还设有冷却液流动管道411，即该铝合金冷却板41可直接通入冷却液，对电池片进行冷却。
本实用新型整体结构简单，装配方便，导热效果好，成本低。
以上实施例仅用来进一步说明本实用新型，但本实用新型并不局限于此实施例，凡是依据本实用新型的技术方案对上述实施例进行的简单修改、等同变化和修饰，如将冷却板的冷却液流动管道由圆形改为方形等等均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.带热交换器的聚光太阳能电池组件，其特征在于：由钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、热交换器和建筑结构胶组成；采用层压工艺将钢化玻璃、透明粘结胶、电池片、透明粘结胶和热交换器层压成一体，在钢化玻璃四条边用建筑结构胶密封，并使钢化玻璃和热交换器粘结在一起。
2.根据权利要求1所述的带热交换器的聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述的热交换器由铝合金冷却板、绝缘导热膜、保温管和管接头组成；铝合金冷却板表面喷涂一层绝缘导热膜；通过管接头连接铝合金冷却板和保温管，由此形成冷却液流动管路。
3.根据权利要求1所述的带热交换器的聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述的铝合金冷却板是由铝合金材料挤拉成型的，整体形状呈“U”字型，“U”字型的两侧形成竖板；该铝合金冷却板上还设有冷却液流动管道。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103620862A (zh) * 2011-05-06 2014-03-05 罗伯特·博世有限公司 具有由至少两个蓄电池单元组成的蓄电池单元堆的、带有无源的温度调节的蓄电池模块以及车辆
CN106057939A (zh) * 2016-06-16 2016-10-26 昆山诃德新能源科技有限公司 一种带热交换器的聚光太阳能电池组件

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