CN202373617U - 一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置 - Google Patents

一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种光伏发电与太阳能热水联合应用装置，由光伏发电系统、太阳能热水器部分、光伏组件冷却装置等构成。第一个光伏组件冷却装置的进水口与有压水相连，出水口通过管道与下一个光伏组件冷却装置的进水口相连，光伏发电系统的各个光伏组件冷却装置的进、出水口依次连接后，最后一个光伏组件冷却装置的出水口通过管道与太阳能水器的保温水箱进水口相连，有压水流经各个光伏组件冷却装置后给太阳能热水器上水。本实用新型使得光伏组件的温度降低从而提高发电量，并使得太阳能热水器的进水口温度升高从而提高太阳能热水器的出水温度，经济效益明显，成本低，因此具有广阔的应用前景。

Description

一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置
技术领域
本实用新型涉及一种光伏与光热联合应用的装置，特别光伏发电与太阳能热水器联合应用的装置。 
背景技术
光伏发电和太阳能热水作为太阳能利用的两个主流方向在技术上已经很成熟，并且得到了广泛的应用。 
目前光伏组件的光电转换效率一般不超过15%，大部分太阳能没有转换为电能而是转换为热能，这些热能使得光伏电池的温度比环境温度高20～30℃。而光伏电池呈现负温度出力特性，即光伏电池的温度越高，则光电转换效率越低。比如在1000W/㎡的照度下，晶硅光伏电池温度在75℃时的出力比25°时低22%左右。由于光伏发电的上网电价在1元/kWh以上，由于温度升高造成的发电收益损失非常可观。 
太阳能热水器的核心是真空集热管，它能高效实现太阳能到热能的转换。太阳能热水器已得到了广泛的应用。 
光伏组件希望将太阳能产生的热尽可能带走以保持较高的光电转换效率，中国发明专利：太阳能光伏发电——热水器复合组件及系统（申请号：200610010805.X）提出了一种用水来带走光伏组件的热量同时将水加热供利用的方案，这种方案的缺点是：若产生的热水温度过高，则冷却光伏组件的作用降低，甚至在某些时候还会加热光伏组件；若产生的热水温度过低，又没有利用价值。 
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，既能有效降低光伏组件温度，又能充分利用光伏组件吸收的热能。 
为实现上述目的，本实用新型提供了一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，包括： 
由光伏组件、逆变器等构成的光伏发电系统；
由真空集热管、保温水箱等构成的太阳能热水器；
所述的光伏发电系统的光伏组件背面安装有冷却装置，第一个光伏组件冷却装置的进水口与有压水相连，出水口通过管道与下一个光伏组件冷却装置的进水口相连，光伏发电系统的各个光伏组件冷却装置的进、出水口依次连接后，最后一个光伏组件冷却装置的出水口通过管道与所述的太阳能水器的保温水箱进水口相连，有压水流经各个光伏组件冷却装置后给太阳能热水器上水。
优选地，上述光伏发电与太阳能热水器联合应用装置中，第一个光伏组件冷却装置的进水口装有手动流量调节阀，调节进入光伏组件冷却装置的有压水的流量以及太阳能热水器上水的速度，在太阳能热水器上满水后关闭流量调节阀。 
优选地，上述光伏发电与太阳能热水器联合应用装置中，第一个光伏组件冷却装置的进水口装有电动流量调节阀，在第一个光伏组件冷却装置的进水口和最后一个光伏组件冷却装置的出水口安装水温传感器，在太阳能热水器的保温水箱中安装水位传感器，设一个控制器根据以上2个水温传感器和1个水位传感器得知最后一个光伏组件冷却装置的出水口与第一个光伏组件冷却装置的进水口的水的温度升高的数值和保温水箱的水位，控制电动流量调节阀调节进入光伏组件冷却装置的有压水的流量以及太阳能热水器上水的速度，在太阳能热水器上满水后自动关闭流量调节阀，在每天早晨自动打开流量调节阀。 
优选地，上述光伏发电与太阳能热水器联合应用装置中，光伏组件的冷却装置由1个导热金属板和该导热金属板的1个面上有可靠相连的、与导热金属板保持良好导热的曲折布置的中空导热金属管构成；曲折布置的金属管的一端为进水口，另一端为出水口；导热金属板的形状和尺寸按覆盖整个光伏组件背板确定。冷却装置上未布置管道的一面通过导热粘合剂（如硅胶）与光伏组件的背面紧密相连。 
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点： 
水的比热很大，有压水源源不断进入冷却装置将光伏组件的热量带走后排出到太阳能热水器的保温水箱，可以有效地冷却光伏组件，大幅度提高光伏发电系统的发电量。
进入太阳能热水器的水已经进行了初步加热，太阳能热水器的最终的出水温度更高。 
有压水经过光伏组件冷却装置后未直接排出，而是给太阳能热水器上水，最终被太阳能热水器加热成热水后供使用，实现了水的循环利用，并可以省却太阳能热水器的上水系统。 
构成本实用新型的光伏发电和太阳能热水器均为成熟商品化产品，成本低，很容易实现。 
附图说明
图1是光伏组件冷却装置的背视图。 
图2是采用手动流量调节阀的光伏发电和太阳能热水器联合应用装置的系统图。 
图3是采用电动流量调节阀的光伏发电和太阳能热水器联合应用装置的系统图。 
图中1.光伏组件， 2.导热金属板， 3.中空导热金属管， 4.冷却装置的进水口， 5.冷却装置的出水口， 6电动流量调节阀， 7.有压水， 8.逆变器， 9.太阳能热水器进水口， 10.太阳能热水器出水口，11.保温水箱，12.真空集热管 ，13.水温传感器， 14.水位传感器， 15.控制器， 16.手动流量调节阀。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。 
图1中，光伏组件冷却装置由导热金属板（2）和该导热金属板的1个面上有可靠相连的、与导热金属板（2）保持良好导热的曲折布置的中空导热金属管（3）构成；曲折布置的中空导热金属管（3）的一端为冷却装置的进水口（4），另一端为冷却装置的出水口（5）；导热金属板（2）的形状和尺寸按覆盖整个光伏组件背板确定；将该冷却装置上导热金属管（3）未布置管道的一面通过导热粘合剂（如硅胶）与光伏组件（1）的背面紧密相连。 
在图2所示的实施例中，光伏发电与太阳能热水器联合应用装置包括光伏发电系统和太阳能热水器。 
光伏发电系统由光伏组件（1）、逆变器（8）等构成，光伏组件（1）将太阳能转换为直流电，经过逆变器（8）逆变成交流电输出。 
太阳能热水器由保温水箱（11）、真空集热管（12）等构成。 
在光伏组件的背面安装图1所示的冷却装置，在第一个光伏组件冷却装置的进水口安装手动流量调节阀（16）。 
有压水（7）经手动流量调节阀（16）与第一个光伏组件的冷却装置的进水口（4）相连，冷却装置的出水口（5）通过管道与下一个光伏组件冷却装置的进水口相连，依次相连后，最后一个光伏组件冷却装置的出水口经管道与太阳能热水器的进水口（9）相连。 
早晨，太阳升起后，打开手动流量调节阀（16），有压水经过光伏组件冷却装置给光伏组件冷却的同时给太阳能热水器上水，将手动流量调节阀调节到合适位置使得在太阳落山时有压水通过光伏组件冷却装置将保温水箱（11）的水上满，上满后关闭手动流量调节阀（16）。保温水箱（11）中的水由真空集热管（12）吸收太阳能进一步加热后，由太阳能热水器的出水口（10）流出供使用。 
图2所示的实施例中，有压水可以是自来水。 
在图3所示的实施例中，光伏发电与太阳能热水器联合应用装置亦包括光伏发电系统和太阳能热水器。 
光伏发电系统亦由光伏组件（1）、逆变器（8）等构成，光伏组件（1）将太阳能转换为直流电，经过逆变器（8）逆变成交流电输出。 
太阳能热水器亦保温水箱（11）、真空集热管（12）等构成。 
亦在光伏组件的背面安装图1所示的冷却装置，在第一个光伏组件冷却装置的进水口安装电动流量调节阀（6）。 
在有压水（7）与第一个光伏组件的冷却装置的进水口之间加装水温传感器（13），在最后一个光伏组件的冷却装置的出水口加装水温传感器，在太阳能热水器的保温水箱（11）安装水位传感器（14），2个水温传感器和1个水位传感器的信号送到控制器（15）。 
有压水（7）经电动流量调节阀（6）与第一个光伏组件的冷却装置的进水口（4）相连，冷却装置的出水口（5）通过管道与下一个光伏组件冷却装置的进水口相连，依次相连后，最后一个光伏组件冷却装置的出水口经管道与太阳能热水器的进水口（9）相连。 
早晨，太阳升起后，控制器自动打开电动流量调节阀（16），有压水经过光伏组件冷却装置给光伏组件冷却的同时给太阳能热水器上水，控制器根据冷却水的温升和保温水箱（11）的水位调节电动流量调节阀（6）到合适位置使得在太阳落山时有压水通过光伏组件冷却装置将保温水箱（11）的水上满，上满后关闭自动流量调节阀（6）。保温水箱（11）中的水由真空集热管（12）吸收太阳能进一步加热后，由太阳能热水器的出水口（10）流出供使用。 
图3所示的实施例中，有压水可以是自来水。 

Claims (5)

1.一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，包括：
由光伏组件、逆变器等构成的光伏发电系统；
由真空集热管、保温水箱构成的太阳能热水器；
其特征是：所述的光伏发电系统的光伏组件背面安装有冷却装置，第一个光伏组件冷却装置的进水口与有压水相连，出水口通过管道与下一个光伏组件冷却装置的进水口相连，光伏发电系统的各个光伏组件冷却装置的进、出水口依次连接后，最后一个光伏组件冷却装置的出水口通过管道与所述的太阳能水器的保温水箱进水口相连，有压水流经各个光伏组件冷却装置后给太阳能热水器上水。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，其特征是：第一个光伏组件冷却装置的进水口装有手动流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，其特征是：第一个光伏组件冷却装置的进水口装有电动流量调节阀，在第一个光伏组件冷却装置的进水口和最后一个光伏组件冷却装置的出水口安装水温传感器，在太阳能热水器的保温水箱中安装水位传感器，由一个控制器根据以上2个水温传感器和1个水位传感器得知最后一个光伏组件冷却装置出水口与第一个光伏组件冷却装置的进水口的水的温度的升高的数值和保温水箱的水位，控制电动流量调节阀调节进入光伏组件冷却装置的有压水的流量。
4.根据权利要求2或3所述的一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，其特征是：光伏组件的冷却装置由1个导热金属板和该导热金属板的1个面上可靠相连的、与导热金属板保持良好导热的曲折布置的中空导热金属管构成；曲折布置的金属管的一端为进水口，另一端为出水口； 冷却装置上未布置管道的一面通过导热粘合剂与光伏组件的背面紧密相连。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电与太阳能热水器联合应用装置，其特征是：有压水可以是自来水。
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