CN203289126U - 一种光伏光热能源系统 - Google Patents

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杨振宝
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Abstract

本实用新型公开一种光伏光热能源系统，包括光伏光热一体组件、充放电控制器、蓄电池、水箱、换热器、温度控制器和温度传感器；所述若干个光伏光热一体组件串并联后电流输出端经过充放电控制器分别连接蓄电池、直流负载和交流逆变器；所述交流逆变器的输出端接交流负载；光伏光热一体组件串并联后热量输出端还经温度控制器与水箱构成太阳能热水系统。本实用新型光电和光热两种转换方式，在光伏发电的同时，将多余的热量进行收集利用，更加充分利用了光照资源，降低和减少常规能源的消耗，具有更高的经济效益和环境效益。电气部分用于日常的生活用电，热水部分用于日常的生活用水。

Description

一种光伏光热能源系统
技术领域
本实用新型涉及一种光伏光热能源系统，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，对它的利用，多种多样，常见的有光电、光热、光化学等，随着科技技术的不断发展和传统能源的日益减少，太阳能的利用越来越普遍，给社会带来了新的活力。
太阳能发电主要是采用硅电池实现对太阳能的利用，但是利用效率极低，光热的利用率相对较高，鉴于此，本专利提供了一种光伏光热一体的能源系统。
实用新型内容
实用新型目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种光伏光热能源系统，本系统集合了光伏发电系统和光热系统，可以更加有效的利用光照资源，转换为电能和热能，使太阳能能够更加合理充分地得到利用。具体的说，本系统既是一套热水供应系统又是一套光伏电力系统，结构设计简单，便于安装和使用，一次性投资，节约成本。
技术方案：一种光伏光热能源系统，包括光伏光热一体组件、充放电控制器、蓄电池、水箱、换热器、温度控制器和温度传感器；所述若干个光伏光热一体组件串并联后电流输出端经过充放电控制器分别连接蓄电池、直流负载和交流逆变器；所述交流逆变器的输出端接交流负载；若干个光伏光热一体组件串并联后热量输出端还经温度控制器与水箱构成太阳能热水系统；
所述光伏光热一体组件上设有温度传感器；所述水箱上设有温度传感器；所述温度传感器与温度控制器连接；水箱内设有换热器，当换热器温度比水箱温度高到设定的温度时，温度控制器启动，将换热器内部的高温导热工质与水箱进行热交换，当循环一段时间后，换热器温度与水箱温度的温度差低于预设温度时，温度控制器关闭，如此反复，使水箱中的温度不断提高，水箱中热水分别可以供给与厨房或者洗手间使用。
所述光伏光热一体组件包括钢化玻璃、层压件单元、金属集热管、组件引出线和保温层；所述光伏光热组件由钢化玻璃、层压件单元、保温层从上至下依次敷设，通过机械紧固，封装在金属边框内；其中所述层压件单元和保温层之间设有金属集热管；所述集热管上设有管口，集热管内设有导热工质，导热工质迅速收集热量，通过集热管的管口（即热量输出端）将热量传递给水箱中的换热器。
所述钢化玻璃下设有多个层压件单元，钢化玻璃敷设在多个并排连接的层压件单元上；所述层压件单元包括用于进行光电转换的电池片以及封装该电池片所需的透明背板和铝制金属板；所述透明背板设在所述电池片的上方，所述铝制金属板设在所述电池片的下方，在透明背板与电池片之间、电池片与铝制金属板之间，分别各敷设一层EVA胶膜，EVA胶膜通过抽真空、加压设在电池片的上下面上；加热使EVA胶膜熔化将电池片、透明背板和铝制金属板粘接在一起；所述电池片的一端设有汇流带，层压件单元的电池片与另一个层压件单元的电池片通过汇流带串联，多个层压件单元串联之后，通过组件引出线（即电流输出端）将电流引出到充放电控制器。
所述层压件单元与传统层压件最大的不同之处在于封装材料，以透明背板代替了钢化玻璃，以铝制金属板代替了背板。层压件单元有相应的电气参数，根据实际工程运用的需要，对光伏光热组件内部6块层压单元进行相应的串并联，以满足实际所需的组件电气要求，其中，该6块串、并联的层压件单元位于钢化玻璃的下方。
所述金属集热管包括两个平行的长管和多个并排设在长管之间的短管，长管和短管连通；所述集热管上设有两个管口，管口穿出金属边框。
所述保温层由铝箔、酚醛泡沫和镀锌钢板三层组成；所述铝箔设在酚醛泡沫上，所述酚醛泡沫设在镀锌钢板上；保温层位于金属集热管的下方，其铝箔侧与金属集热管紧密接触。
所述水箱上设有两个温度传感器。
所述温度控制器接有膨胀桶。
有益效果：本实用新型光电和光热两种转换方式，在光伏发电的同时，将多余的热量进行收集利用，更加充分利用了光照资源，降低和减少常规能源的消耗，具有更高的经济效益和环境效益。电气部分用于日常的生活用电，热水部分用于日常的生活用水。
具备友好的环境设计，减少了现有技术中光伏发电和光热分开安装的缺点。组件为平板设计，既可作为建筑材料取代传统盖瓦，又可直接覆盖安装在平面屋顶上，还可以悬挂安装在外墙立面，与建筑完美结合。
太阳能辐照组件，产生热量被后面的集热管吸收，集热管中的介质加热后，与水箱中的水进行热交换，集热管内有高效防冻吸热冷却介质流动，将光伏光热组件上产生的热量不断带走，降低组件温度，提高系统发电量。
该系统中多个光伏光热板串并联以后，可以扩充成大型的光伏光热系统。
附图说明
图1为本实用新型实施例的系统原理示意图；
图2为本实用新型实施例的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本实用新型实施例中层压件单元的结构示意图；
图5为图4的B-B剖视图；
图6为本实用新型实施例中金属集热管的结构示意图；
图7为本实用新型实施例中保温层的结构示意图；
图8为图7中保温层的横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
如图1所示，光伏光热能源系统，包括光伏光热一体组件、充放电控制器、蓄电池、水箱、换热器、温度控制器和温度传感器；根据用电需求，若干个光伏光热一体组件串并联后电流输出端经过充放电控制器分别连接蓄电池、直流负载和交流逆变器；交流逆变器的输出端接交流负载；热量输出端经温度控制器与水箱构成太阳能热水系统；
光伏光热一体组件上设有温度传感器；水箱上设有两温度传感器；温度传感器与温度控制器连接，温度控制器接有膨胀桶；水箱内设有换热器，当换热器温度比水箱温度高8度时，温度控制器启动，将换热器内部的高温导热工质与水箱进行热交换，当循环一段时间后，换热器温度与水箱温度的温度差低于4度时，温度控制器关闭，如此反复，使水箱中的温度不断提高。
其中，如图2-3所示，光伏光热一体组件包括钢化玻璃1、层压件单元2、铜制集热管3、组件引出线8和保温层4；光伏光热组件由钢化玻璃1、层压件单元2、保温层4从上至下依次敷设，通过机械紧固，封装在金属边框5内；其中层压件单元2和保温层4之间设有铜制集热管3；集热管3上设有两个管口7，光伏光热组件通过管口7与相邻的光伏光热组件连接，集热管3内设有导热工质（高防冻吸热冷却介质，如乙二醇、丙二醇或丙三醇），导热工质迅速收集热量，通过集热管3的管口7在光伏光热组件与光伏光热组件之间流通，最终将热量传递给水箱中的热换器。
钢化玻璃1敷设在6个并排连接的层压件单元2上；如图4-5所示，每个层压件单元2包括用于进行光电转换的电池片2.3以及封装该电池片2.3所需的透明背板2.1和铝制金属板2.5；透明背板2.1设在电池片2.3的上方，铝制金属板2.5设在电池片2.3的下方，在透明背板2.1与电池片2.3之间、电池片2.3与铝制金属板2.5之间，分别各敷设一层EVA胶膜2.2，EVA胶膜2.2通过抽真空、加压设在电池片2.3的上下面上；加热使EVA胶膜2.2熔化将电池片2.3、透明背板2.1和铝制金属板2.5粘接在一起；层压件单元2的一端设有汇流带6，6个层压件单元2从第一个到第六个依次通过汇流带6串联，汇流带 6连接接线盒，电流通过接线盒上的线缆8引出到充放电控制器。
层压件单元2与传统层压件最大的不同之处在于封装材料，以透明背板2.1代替了钢化玻璃，以铝制金属板2.5代替了背板。层压件单元2有相应的电气参数，根据实际工程运用的需要，对光伏光热组件内部6块层压单元进行相应的串并联，以满足实际所需的组件电气要求，其中，该6块串、并联的层压件单元2位于钢化玻璃1的下方。
集热管3的形状结构如图6所示，集热管3包括两个平行的长管和多个并排设在长管之间的短管，长管和短管连通；集热管3上设有两个管口7，管口7穿出金属边框5。
如图7-8所示，保温层4由铝箔4.1、酚醛泡沫4.2和镀锌钢板4.3三层组成；铝箔4.1设在酚醛泡沫4.2上，酚醛泡沫4.2设在镀锌钢板4.3上；保温层4位于集热管3的下方，其铝箔4.1侧与金属集3热管紧密接触。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种光伏光热能源系统，其特征在于：包括光伏光热一体组件、充放电控制器、蓄电池、水箱、换热器、温度控制器和温度传感器；所述若干个光伏光热一体组件串并联后电流输出端经过充放电控制器分别连接蓄电池、直流负载和交流逆变器；所述交流逆变器的输出端接交流负载；若干个光伏光热一体组件串并联后热量输出端还经温度控制器与水箱构成太阳能热水系统；
所述光伏光热一体组件上设有温度传感器；所述水箱上设有温度传感器；所述温度传感器与温度控制器连接；水箱内设有换热器，当换热器温度比水箱温度高到设定的温度时，温度控制器启动，将换热器内部的高温导热工质与水箱进行热交换，当循环一段时间后，换热器温度与水箱温度的温度差低于预设温度时，温度控制器关闭，如此反复，使水箱中的温度不断提高。
2.如权利要求书1所述的光伏光热能源系统，其特征在于：所述水箱上设有两个温度传感器。
3.如权利要求书1所述的光伏光热能源系统，其特征在于：所述温度控制器接有膨胀桶。
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