CN203118978U - 一种u型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置 - Google Patents

一种u型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置 Download PDF

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孟鑫
李保建
刘琳
刘涵
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白建波
刘升
章国芳
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Abstract

本实用新型公开了一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，包括光电转换装置和冷却介质流道装置，光电转换装置采用单晶硅或多晶硅太阳能电池板，将太阳能转换为电能，为用户供电，冷却介质流道装置包括U型管水流道和U型空气流道，通过水和空气双重介质达到降低光伏组件的温度，提高发电效率，同时还可以将光伏组件产生的热量产生热水，应用于热用户，提高太阳能综合利用效率。

Description

一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置
技术领域
本实用新型涉及一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，属于太阳能光电，光热技术领域。
背景技术
太阳能光电/光热综合利用系统是将太阳能电池（或组件）与太阳能集热器结合起来制造而成的具有发电以及供热功能的一种装置，我们也可称之为光伏光热一体化系统（PVT）。这种系统的优势在于既能解决因光伏电池板（或组件）温度过高导致发电效率降低的问题，同时又能将电池板的一部分热量加以利用，为用户提供热水或供暖等。
目前的光伏光热一体化系统多是采用单一冷却介质，如空气或水。空气冷却型模式构造简单，但冷却效果不理想，而且无法利用到太阳能光伏电池模块产生的热量；水冷却型模式结构较为复杂，但冷却效果优于空气冷却型模式，同时利用了光伏模块产生的热量，提高了太阳能的综合利用效率。
增强太阳能光伏电池模块的散热进而提高发电效率是光伏光热一体化系统的首要任务，也是这一系统的重要研究方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高太阳能综合利用效率的光伏光热一体化装置。
本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，包括光电转换装置和冷却介质流道装置，所述光电转换装置采用单晶硅或多晶硅太阳能电池板，将太阳能转换为电能，为用户供电；所述太阳能电池板的上面覆盖玻璃盖板；所述冷却介质流道装置包括U型管水流道和U型空气流道，所述U型管水流道的水管采用横向分布，与太阳能电池板背紧密结合，布满整个电池板背；所述U型管水流道的下部设有进水口，通过管道与水泵相连，上部设有出水口，接入热用户；所述U型空气流道分为上下两层，上层流道由玻璃盖板和太阳能电池板构成，下层流道由U型管水流道和吸热板构成，所述吸热板的纵向布满翅片，吸热板通过导热板与太阳能电池板相连；所述上层流道设有进气口，通过管道与风机相连，所述下层流道设有出气口。
前述U型管水流道的水管采用铜作为原材料。
前述玻璃盖板为高透光的钢化玻璃。
前述吸热板的底面有聚氨酯发泡绝热层。
前述装置四周和吸热板底面绝热层用铝合金框密封。
采用上述技术手段，本实用新型具有的有益效果为：利用水和空气双重介质进行换热，强化了冷却效果，有效降低光伏电池组件温度；采用U型水管的结构，既能对电池板冷却，提高其发电效率，同时自身的温度升高，可将热水引入热用户，提高太阳能综合利用效率；采用翅片结构，增大了换热面积，可以促进电池板的散热。
附图说明
图1为本实用新型的U型管水流道示意图；
图2为本实用新型的U型空气流道侧视图；
图3为本实用新型的U型空气流道主视图。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式，对本实用新型进行进一步的阐述。
本实用新型的U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，包括光电转换装置和冷却介质流道装置，光电转换装置即为单晶硅或多晶硅太阳能电池板，它利用“光伏效应”将太阳能转换为电能，为用户供电。太阳能电池板的上面覆盖有高透光钢化玻璃盖板，既能保证太阳能电池板对光的吸收，又能保护太阳能电池板免受雨雪，高温等外界恶劣天气的损坏。
冷却介质流道装置包括U型管水流道和U型空气流道，如图1所示，U型管水流道的水管以具有良好导热性能的铜作为原材料，采用横向布置的方式，可以降低水泵在输水过程中需克服水的重力及流动阻力而消耗的电能，水管的有效直径和壁厚根据电池板面积、进出水温度、水流量等确定。本实用新型用压条将所述U型铜管2与太阳能电池板1的背面紧密结合，U型铜管2布满整个电池板背，增大了传热面积。U型铜管2的下部设有进水口，上部设有出水口，进水口通过管道与水泵相连，冷却水在水泵的驱动下流经U型管水流道，冷却太阳能电池板1，提高其发电效率，同时自身的温度升高，从出水口引入热用户。
如图2和图3所示，U型空气流道分为上下两层，上层流道由玻璃盖板3和太阳能电池板1构成，下层流道由U型管水流道和纵向布满翅片4的吸热板5构成，吸热板5通过导热板7与太阳能电池板1相连，翅片4结构增大了换热面积，可以促进太阳能电池板1的散热。U型空气流道上层设有进气口，下层设有出气口，进气口通过管道与风机相连，空气在风机的驱动下流经整个U型空气流道，依次吸收来自电池板正面、电池板背面以及吸热板5、导热板7的热能，并促进电池板背与U型铜管2的热交换，从而进一步降低电池板的温度，提高其发电效率。
吸热板的底面有聚氨酯发泡绝热层，最后装置四周和吸热板底面绝热层用铝合金边框6密封，具有良好的抗腐蚀和抗氧化性能且牢固，有效地延长太阳能电池板在户外的使用寿命。
以上已以较佳实施例公开了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，其特征在于：包括光电转换装置和冷却介质流道装置，所述光电转换装置采用单晶硅或多晶硅太阳能电池板，将太阳能转换为电能，为用户供电；所述太阳能电池板的上面覆盖玻璃盖板；所述冷却介质流道装置包括U型管水流道和U型空气流道，所述U型管水流道的水管采用横向分布，与太阳能电池板背紧密结合，布满整个电池板背；所述U型管水流道的下部设有进水口，通过管道与水泵相连，上部设有出水口，接入热用户；所述U型空气流道分为上下两层，上层流道由玻璃盖板和太阳能电池板构成，下层流道由U型管水流道和吸热板构成，所述吸热板的纵向布满翅片，吸热板通过导热板与太阳能电池板相连；所述上层流道设有进气口，通过管道与风机相连，所述下层流道设有出气口。
2.根据权利要求1所述的一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，其特征在于：所述U型管水流道的水管采用铜作为原材料。
3.根据权利要求1所述的一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，其特征在于：所述玻璃盖板为高透光的钢化玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，其特征在于：所述吸热板的底面有聚氨酯发泡绝热层。
5.根据权利要求1所述的一种U型管翅片式双介质强化散热光伏光热一体化装置，其特征在于：所述装置四周和吸热板底面绝热层用铝合金框密封。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356846A (zh) * 2015-11-20 2016-02-24 上海应用技术学院 一种新型光伏光热一体化组件
CN105605798A (zh) * 2014-08-08 2016-05-25 北京建筑大学 一种真空管式太阳能集热器及热泵系统
CN105978482A (zh) * 2016-07-08 2016-09-28 河海大学常州校区 一种基于提高太阳能光伏热效率的新型气冷式pv/t系统

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