CN202454567U - 同心圆式真空光热光电转换玻璃管 - Google Patents
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Abstract
同心圆式真空光热光电转换玻璃管，包括外玻璃管、内玻璃管、两层增透膜、光电转化层、光热转化层、导热层、封口焊料、支架、吸气剂等。真空腔内透明光电转化层将太阳光转换为电能，光热转化层将光电转化层透过的太阳光转换为热能，导热层将热量迅速传递出去，完成光电与光热的综合利用；吸气剂置于玻璃管底部，吸气剂在受热时对镀膜的影响减到最小。封口焊料再最终封口位于真空玻璃的边缘，封口面法线与同心圆管的轴线平行，并保证将电极完全固定。本实用新型专利的结构简单合理，生产制造容易，成本低，光热光电转换效率高，易于推广使用。同心圆式真空光热光电转换玻璃管外形与普通的太阳能玻璃管相似，在运输储存过程中可有效的避免各种损伤和损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用的真空玻璃管，尤其是一种新型的太阳能光热综合利用的新型真空玻璃管的结构。属于太阳能利用技术领域。
背景技术
真空玻璃圆管以其在太阳能利用领域良好的隔热、保温性能得到全世界的重视，在建筑行业正逐步取代传统的有机玻璃管及中空玻璃管类太阳能产品。经过几十年的研究发展，国内外的研究者越来越多。
目前对太阳能光热转换的研究主要集中在光热转换效率低，玻璃管易受恶劣环境破坏的问题上；对光电转换的研究来说光电池只能进行光电转化，不仅不能进行光热转换利用，反而其光电转换效率受高温的影响大，降温一直是一大难题。创新性设计一种将真空玻璃与光电薄膜结合的新型的同心圆式真空光热光电转换玻璃管实现光电与光热的综合利用，充分的利用太阳能，一直是人们长期致力解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种同心圆式真空光热光电转换玻璃管，将光热及光电转换结合起来，使太阳光的能量进行充分利用。
本实用新型的目的是这样实现的，同心圆式真空光热光电转换玻璃管，包括内、外玻璃管以及内、外玻璃管端设置的支架和密封焊料构成的真空腔，其特征在于，所述外玻璃管的内、外壁上设有增透膜，所述内玻璃管置于所述真空腔内的外壁上设有光电转化层，光电转化层设有向外输出电能的电极电路，内玻璃管内壁上依次设有光热转化层和导热层，光热转化层被导热层包裹在内玻璃管与导热层之间，太阳光线通过外玻璃管照射光电转化层和光热转化层，光电转化层将太阳光转换为电能，光热转化层将太阳光转换为热能。
所述的光电转化层为透明材质的薄膜光电池或硅电池或化合物电池，采用真空镀膜的工艺镀在内玻璃管外表面。
所述的光热转化层为光热转换镍铬集热膜或者在铜铝金属表面镀高效的光热转换复合材料构成，光热转化层采用真空层镀膜或胶粘合的工艺与内玻璃管内壁表面结合成一个整体。
所述的导热层为金属薄膜或者热传导弹性绝缘材料，包裹在光热转化层上。
所述的内、外玻璃管为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm。
所述的真空层厚度为3~5mm。
所述的密封焊料的焊接采用激光焊或微波焊。
本实用新型将光热及光电转换结合起来，使太阳光的能量进行充分利用，并为光伏发电中最难解决的温度及光照强度的问题提供了一种新的解决思路，当温度及光照强度过高时可通入冷却水将光电池的吸收的热量带走并储存起来，当温度及光照强度过低时光电池没法正常发电时可使用这部分能量继续提供给所需的设备。
内、外玻璃管构成的真空玻璃管，为两端开口的直通管，真空腔体的形状为圆形或者其他有效传递热量的形状，真空玻璃管的有效真空层无支撑物的支撑。增透膜镀在外玻璃管壁的两侧，有效的将太阳光折射、投射等方式透过玻璃层，将光线的反射降到现有技术水平的最低。在真空玻璃管的真空层内设置一层光电转化层，可将太阳能转化为电能。采用真空镀膜的工艺镀在内玻璃管外表面，材料可选取薄膜光电池、硅电池、化合物电池等透明材质的光电池，制作过程中需保证光电转化层完全位于真空室内。将光电池进行密封后，其所处的环境为真空状态或近真空状态，光电池的氧化与破环会大大降低，提高其寿命。
光热转化层采用真空层镀膜或胶粘合的工艺与内玻璃板内表面结合形成一个整体，其外侧由导热层包裹与流体介质隔绝；光热转化层为光热转换镍铬集热膜或者在铜铝等金属表面镀高效的光热转换复合材料等。导热层采用层镀膜工艺与光热转化层紧密结合，导热层为金属薄膜或者热传导弹性绝缘材料，根据流体介质选取。
太阳光线通过外玻璃管照射光电转化层和光热转化层，光电转化层将太阳光转换为电能，光热转化层将太阳光转换为热能。产生的电能可集中统一供电也可以为本设备的正常使用提供能量（如管内流体介质的从低向高处的流动等），这样减少系统对电能的需求，真正做到节能环保。直通管中的介质流体可以为液体、气体、固液混合物、气液混合物、气液固混合物中的一种或多种，可根据传递热效率及地区环境的差异选择。管内流体介质将光电池的吸收的热量带走并储存起来供使用。当温度及光照强度过低时光电池没法正常发电时可使用这部分能量继续提供给所需的设备。
本实用新型结构合理简单，生产制造容易，成本低。通过整体的设计，使得光电转化层可直接被镀在真空玻璃管内玻璃管的外侧，增透膜镀在外玻璃管的两层，通过直接封装后进行使用，从而降低了相对生产成本。通过一体化的设计可以实现光电和光热的综合利用，提高了太阳能的利用效率，相应的可以进一步的太阳能应用的成本。同心圆式真空光热光电转换玻璃管与一般产品外形相似，能直接更换后使用，加快推广速度。相比一般的光伏发电器件，本实用新型能更高效的产生电能，有效的避免温度过高对光电转换效率的影响，并为光电转换系统解决高温带来的影响提供了一种新的思路。采用钢化或半钢化玻璃，管内镀有光热转化层与导热层保护，降低了对管内流体的要求。
附图说明
图1为本实用新型的纵断面结构示意图。
图2为本实用新型的横断面结构示意图。
图中：1增透膜、2 外玻璃管、3增透膜、4支撑架、5 焊料、6 内玻璃管、7 电极；8 光电转化层、9光热转化层、10 导热层、11 流体介质管道、12 吸气剂、13 真空腔。
具体实施方式
同心圆式真空光热光电转换玻璃管，由包括外玻璃管1、内玻璃管6、两层增透膜1与3、光电转化层8、光热转化层9、导热层10、封口焊料5、支撑架4、吸气剂12等构成。太阳光线通过外玻璃管照射光电转化层和光热转化层，光电转化层将太阳光转换为电能，光热转化层将太阳光转换为热能。
内、外玻璃管为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm。将玻璃管2与6用去离子水进行彻底的清洗置于烘干机中进行烘干，注意这期间不可碰到各种污染物。等玻璃管干燥完成后在外玻璃管的内外两侧同时镀增透膜1与3，检验膜的完整性及牢固性是否达标。达标后在内玻璃管的外表面镀光电转化层8，光电转化层为透明的，同样检验膜的完整性及牢固性。焊接光电转化层8的连接电极7。将环状吸气剂12放置于玻璃管底部后用专用的注胶机在玻璃管的封口处涂抹密封焊料5并用支撑架4固定，等密封焊料凝固后将玻璃激光进行焊接密封后，加热吸气剂制造真空腔。真空层（腔）厚度为3~5mm。
内玻璃管内壁上依次设光热转化层和导热层，光热转化层被导热层包裹在内玻璃管与导热层之间，光热转化层为光热转换镍铬集热膜或者在铜铝金属表面镀高效的光热转换复合材料构成，光热转化层采用真空层镀膜或胶粘合的工艺与内玻璃管内壁表面结合成一个整体。导热层为金属薄膜或者热传导弹性绝缘材料，包裹在光热转化层上。导热层采用层镀膜工艺与光热转化层紧密结合，导热层为金属薄膜或者热传导弹性绝缘材料，根据流体介质选取。
真空腔13内透明光电转化层8将太阳光转换为电能，光热转化层9将光电转化层8透过的太阳光转换为热能，导热层10将热量迅速传递出去，完成光电与光热的综合利用。吸气剂12置于玻璃管底部，吸气剂在受热时对镀膜的影响减到最小。封口焊料再最终封口位于真空玻璃的边缘，封口面法线与同心圆管的轴线平行，并保证将电极完全固定。
当同心圆式真空光热光电转换玻璃管通过光线的照射作用，光电转化层将光能转换为电能，电能通过埋在密封焊料中的电极存到电池中备用或直接向外供电，实现光电的转化与利用。光热转化层将光电转化层透过的太阳光转换为热能，导热层将光热转化层转化的热量通过管内流体介质传递出去，从而实现光热光电转换。这样的设计不仅能实现光热的迅速转换及传递，更能有效的降低光电转化层的温度，提高光电转换的效率。
Claims (7)
1.同心圆式真空光热光电转换玻璃管，包括内、外玻璃管以及内、外玻璃管端设置的支架和密封焊料构成的真空腔，其特征在于，所述外玻璃管的内、外壁上设有增透膜，所述内玻璃管的外壁上设有光电转化层，光电转化层焊接有向外输出电能的电极电路，内玻璃管内壁上依次设有光热转化层和导热层，光热转化层被导热层包裹在内玻璃管与导热层之间，太阳光线通过外玻璃管照射光电转化层和光热转化层，光电转化层将太阳光转换为电能，光热转化层将太阳光转换为热能。
2.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的光电转化层为透明材质的薄膜光电池或硅电池或化合物电池，采用真空镀膜的工艺镀在内玻璃管外表面。
3.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的光热转化层为光热转换镍铬集热膜或者在铜铝金属表面镀高效的光热转换复合材料构成，光热转化层采用真空层镀膜或胶粘合的工艺与内玻璃管内壁
表面结合成一个整体。
4.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的导热层为金属薄膜或者热传导弹性绝缘材料，包裹在光热转化层上。
5.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的内、外玻璃管为钢化或半钢化处理的高热阻钠钙玻璃管，管壁厚4mm。
6.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的真空层厚度为3~5mm。
7.根据权利要求1所述的同心圆式真空光热光电转换玻璃管，其特征在于，所述的焊接为激光焊接或微波焊接。
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| CN 201220027966 CN202454567U (zh) | 2012-01-21 | 2012-01-21 | 同心圆式真空光热光电转换玻璃管 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102569473A (zh) * | 2012-01-21 | 2012-07-11 | 扬州大学 | 同心圆式真空光热光电转换玻璃管 |
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