CN202957275U - 一种光伏-热电一体化组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏-热电一体化组件，属于太阳能光伏技术及热电应用技术领域。该光伏-热电一体化组件包括上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置和边框。其特征在于：上述胶质粘合层将太阳能电池封合在上盖板与热电装置之间，并将上盖板和热电装置也粘合起来，然后上述边框将上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置整个封装起来形成一个整体。上述光伏-热电一体化组件，其热电装置紧贴太阳能电池背光面设置，可以直接将太阳能电池产生的热量转化成电能，电池温度降低，从而提高太阳能电池效率；另外热电装置转换出的电能可以利用，从而提高一体化组件整体能源利用率。

Description

一种光伏-热电一体化组件

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池与热电装置相结合的一体化组件，属于太阳能光伏技术及热电应用技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁可再生能源，越来越受到全世界人们的关注和重视。我国地面太阳能利用的相关研究和应用发展迅速，主要包括太阳能地面电站、太阳能屋顶电站、太阳能光伏建筑一体化、太阳能光热建筑一体化、太阳能热电联产等等。就太阳能光伏而言，太阳能光伏组件的效率一直是制约其发展与应用的首要难题。

影响太阳能光伏组件效率的因素有很多，主要包括电池材料特性、电池类型与结构形式、电池温度、太阳辐照度、组件结构形式等等。其中，太阳能电池温度与电池效率的关系可概括为：电池温度升高，电池效率呈下降趋势；电池温度下降，电池效率会在一定范围内逐渐提高。在太阳辐照作用下，随着电池持续工作时间的延长，电池温度会逐渐升高，从而导致其光电效率下降。研究表明：温度每升高1℃，太阳能电池的输出功率将下降0.34%-0.45%；工作在20℃的太阳能电池比工作在70℃环境下的太阳能电池效率要高出20%。

目前为提高光伏组件的散热性能，提高太阳能电池效率，主要采取配置散热底板、风冷和液冷循环系统等措施。散热底板效果不佳，风冷和液冷虽取得了一定的效果，但都额外增加了能耗，并且在光伏组件下方配套循环系统存在成本高、维护费用高、生产及施工难度大等缺点，另外水电隔离保障措施不到位还可能引发安全问题。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型目的是将一种热电装置（可以直接将热能转换为电能）与太阳能电池相结合，实现一种新型的光伏发电与余热回收利用一体化组件，该一体化组件具有太阳能电池效率高、能源利用率高、安全性高等优点。

本实用新型的技术方案是：一种光伏-热电一体化组件，主要包括上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置和边框。其特征在于：上述胶质粘合层将太阳能电池封合在上盖板与热电装置之间，并将上盖板和热电装置也粘合起来，然后上述边框将上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置整个封装起来形成一个整体。

    上述上盖板为贴紧太阳能电池向光面的面板，上盖板材质包括：普通玻璃、超白玻璃、超白钢化玻璃、普通钢化玻璃、透明有机材料等。

上述胶质粘合层，可以选用干法夹胶或者湿法夹胶。胶质材料可以选用为PVB（聚乙烯醇缩丁醛）、EVA(（乙烯- 醋酸乙烯共聚物）、液态灌封胶或其它胶质材料。

上述太阳能电池包括单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、化合物电池（包括铜铟镓硒薄膜电池、碲化镉薄膜电池等）、涂料太阳能电池、有机太阳能电池及其他新型太阳能电池。

上述热电装置包括上压板、温差电池、下压板、导线等。在上、下压板之间设置温差电池或者温差电池阵列，温差电池或温差电池阵列吸热端（温度较高端）紧贴上压板，散热端（温度较低端）紧贴下压板，然后通过导线将温差电池联通并汇流接出，然后将上、下压板连同温差电池封装起来形成一个整体。

上述热电装置其上压板为紧贴太阳能电池背光面的压板、下压板为上述光伏-热电一体化组件的背板。上、下压板的材质，包括陶瓷板、玻璃板、有机材料板、金属板（包括金属实心板、蜂窝铝板等）、铝塑板及其他塑封金属板材。

上述热电装置中的温差电池所使用的热电材料包括：低维热电材料、氧化物热电材料、合金热电材料、金属硅化物热电材料、方钴矿类热电材料、聚合物热电材料（聚苯胺、聚苯炔、聚噻吩等）、梯度热电材料及其他新型热电材料。

上述边框的材质包括金属合金、金属、高强塑料、铝塑板及其他塑封金属材料等。另外在边框上应留孔，作为上述光伏装置及上述热电装置的电极线引出通道。

本实用新型可以直接将太阳能电池所产生的热量转化成电能，根据能量守恒定律，电能的利用会使太阳能电池所堆积的热量逐渐减少，温度逐渐降低，从而提高太阳能电池效率；另外热电装置利用余热转换出的电能可以利用，从而提高了整体能源利用率。再者整个组件由边框封装起来，美观性好，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型的一种剖面结构示意图；

图2为本实用新型的另一种剖面结构示意图；

图中：1为上盖板；2为胶质粘合层；3为温差电池；4为光伏电极接出端；5为单晶硅太阳能电池片；6为热电装置；7为热电电极接出端；8为边框；9为薄膜太阳能电池；10为热电装置上压板；11为热电装置下压板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1 所示是本实用新型的一种实施例，上盖板1和热电装置6之间设置单晶硅太阳能电池5，单晶硅太阳能电池片5通过胶质粘合层2与上盖板1、热电装置6粘合成一个整体。单晶硅太阳能电池片5通过导带以串联或者并联的方式联通，经汇合后由光伏电极接出端4接出。温差电池3以一定的阵列方式排布在热电装置上压板10与热电装置下压板11之间，然后封合起来形成热电装置6，热电装置6所产生的电流由热电电极接出端7导出。最后边框8将上盖板1、单晶硅太阳能电池片5、胶质粘合层2及热电装置6整个封装起来形成一个整体。

    图2所示是本实用新型的另一种实施例，其中以上盖板1和热电装置6之间设置薄膜太阳能电池9，薄膜太阳能电池9直接镀在上盖板1的内侧，薄膜太阳能电池9通过胶质粘合层2与上盖板1、热电装置6粘合成一个整体。薄膜太阳能电池9中的电池以串联或者并联的方式联通，经汇合后由光伏电极接出端4接出。温差电池3以一定的阵列方式排布在热电装置上压板10与热电装置下压板11之间，然后封合起来形成热电装置6，热电装置6所产生的电流由热电电极接出端7导出。最后边框8将上盖板1、薄膜太阳能电池9、胶质粘合层2及热电装置6整个封装起来形成一个整体。

本实用新型的技术方案不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏-热电一体化组件，主要包括上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置和边框，其特征在于：上述胶质粘合层将太阳能电池封合在上盖板与热电装置之间，并将上盖板和热电装置也粘合起来，然后上述边框将上盖板、太阳能电池、胶质粘合层、热电装置整个封装起来形成一个整体。

2.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述上盖板为贴紧太阳能电池向光面的面板，上盖板材质包括：普通玻璃、超白玻璃、超白钢化玻璃、普通钢化玻璃或透明有机材料。

3.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述胶质粘合层可以选用干法夹胶或者湿法夹胶，胶质材料可以选用：PVB、EVA或液态灌封胶。

4.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述太阳能电池包括单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、化合物电池、涂料太阳能电池或有机太阳能电池。

5.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述热电装置主要包括上压板、温差电池、下压板及导线，在上、下压板之间设置温差电池或者温差电池阵列，通过导线将温差电池联通并汇流接出，然后将上、下压板连同温差电池封装起来形成一个整体。

6.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述上压板为紧贴太阳能电池背光面的压板、所述下压板为上述光伏-热电一体化组件的背板；上、下压板的材质，包括陶瓷板、玻璃板、有机材料板、铝塑板或其他塑封金属板材。

7.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述温差电池所使用的热电材料包括:低维热电材料、氧化物热电材料、合金热电材料、金属硅化物热电材料、方钴矿类热电材料、聚合物热电材料或梯度热电材料。

8.如权利要求1所述的光伏-热电一体化组件，其特征在于：所述边框材质包括金属合金、金属、高强塑料、铝塑板或其他塑封金属板材。

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