CN204460773U - 一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，包括吸热介质进口、联箱、吸热介质出口、玻璃真空集热管、尾托，所述玻璃真空集热管内设有光伏电池，所述联箱及尾托用以固定玻璃真空集热管，玻璃真空集热管间隔排列，所述联箱及玻璃真空集热管内设置吸热介质流通管道。本实用新型将太阳能光伏电池组件集成于太阳能玻璃真空集热管中，太阳能玻璃真空集热管吸收太阳能同时转化电能及热能，太阳能玻璃真空集热管中的吸热介质将热量带走，使光伏电池保持较高的光电转换效率，从而提高太阳能的综合利用效率，且结构紧凑，制作安装方便，具有广阔市场前景。

Description

一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件
技术领域
本实用新型涉及太阳能光热技术应用领域，尤其涉及一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件。
背景技术
在各种新能源及可再生能源的利用中，太阳能是最受人关注且应用研究最多的一种能源。太阳能利用方式主要有光热转换及光电转换两种，目前这两种太阳能转化利用技术已经相对比较成熟，且部分技术已经大规模产业化，并且产生了良好的经济和社会效益。在实际的应用中发现，标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为12％～17％，即照射到电池表面上的太阳能的大约有80％左右能量将会转化成为热能，从而造成电池温度升高，导致电池光电转化效率下降。为了使光伏电池光电转化效率保持较高水平，太阳能光伏光热一体化技术应运而生，将光伏组件与太阳能集热器结合起来，同时产生电、热两种能量收益，提高了太阳能的综合利用效率。
目前的太阳能光伏光热一体化技术主要集中在太阳能光伏电池板背面敷设各种形式的流体通道带走热量以降低电池温度，并对这部分热能加以利用，目前这种技术普遍存在换热效率较低的缺陷。
因此，有必要对现有技术进行改进以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，解决目前平板式太阳能光伏光热一体化装置热能利用效率低的缺陷。
本实用新型采用如下技术方案予以实现：一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，包括吸热介质进口、联箱、吸热介质出口、玻璃真空集热管、尾托，所述玻璃真空集热管内设有光伏电池，所述联箱及尾托用以固定玻璃真空集热管，玻璃真空集热管间隔排列，所述联箱及玻璃真空集热管内设置连通的吸热介质流通管道。
作为本实用新型的进一步改进，玻璃真空集热管包括透明玻璃罩管、光伏电池、绝缘背板以及玻璃内管，所述透明玻璃罩管与玻璃内管之间设有真空夹层，玻璃内管外表面镀有选择性吸收涂层，其中光伏电池底面固定于绝缘背板上，光伏电池正面固定于透明玻璃罩管内表面。
作为本实用新型的进一步改进，所述光伏电池底面的绝缘背板为弧形基板或玻璃基管，所述玻璃基管为规则圆形或不规则圆型。
作为本实用新型的进一步改进，所述玻璃真空集热管还包括封装胶膜，所述光伏电池为弧形，且绝缘背板、光伏电池、透明玻璃罩管三者相邻表面之间通过所述封装胶膜紧密贴合。
作为本实用新型的进一步改进，光伏电池截面弧长小于透明玻璃罩管内表面周长的1/2，且单根玻璃真空集热管内光伏电池的整体长度等于玻璃真空集热管的有效采光长度，玻璃真空集热管内部贴有光伏电池的一侧完全暴露于太阳光下。
作为本实用新型的进一步改进，玻璃内管内部直接流通吸热介质或插入金属换热管，所述金属换热管表面设置用以强化换热的肋片，金属换热管内流通用以带走热量的吸热介质。
作为本实用新型的进一步改进，所述玻璃内管替换为双层玻璃真空管。
作为本实用新型的进一步改进，所述真空管式太阳能光伏光热一体化组件还包括金属边框，所述金属边框、联箱及尾托围设于玻璃真空集热管外侧。
作为本实用新型的进一步改进，光伏电池为晶体硅电池或薄膜电池。
本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
1、本实用新型将太阳能光伏电池组件集成于太阳能玻璃真空集热管中，太阳能玻璃真空集热管吸收太阳能后同时转化电能及热能，玻璃真空集热管中吸热介质及时将产生的热量带走，使光伏电池保持较高的光电转换效率，玻璃真空集热管中的真空夹层可以有效减少热损失，因此本实用新型与现有平板型太阳能光伏光热一体装置相比，进一步提高了热能传递效率及太阳能综合利用效率。
2、本实用新型组件结构紧凑，制作安装简单方便，市场前景广阔。
附图说明
图1是本实用新型真空管式太阳能光伏光热一体化组件结构示意图；
图2是本实用新型以弧形基板作为光伏电池绝缘背板的真空管结构示意图；
图3为图2中A部分的局部放大图；
图4是本实用新型以玻璃基管作为光伏电池绝缘背板的真空管结构示意图；
图5为图4中B部分的局部放大图。
其中：
1—吸热介质进口，2—联箱，3—吸热介质出口，4—光伏电池，5—玻璃真空集热管，6—金属边框，7—尾托，8—透明玻璃罩管，9—封装胶膜，10—弧形基板，11—选择性吸收涂层，12—玻璃内管，13—玻璃基管。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型的具体实施方案作出更为详细的说明：
如图1所示，本实用新型一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，包括吸热介质进口1、联箱2、吸热介质出口3、光伏电池4、玻璃真空集热管5、金属边框6、尾托7，所述联箱2及尾托7用于固定玻璃真空集热管5，玻璃真空集热管5间隔排列数根，在本实施方式中为等间隙排列数根，所述联箱2内及玻璃真空集热管5内设置连通的吸热介质流通管道。
如图2及图3所示，玻璃真空集热管5包括透明玻璃罩管8、封装胶膜9、光伏电池4、弧形基板10、选择性吸收涂层11、玻璃内管12，所述选择性吸收涂层11镀在玻璃内管12外表面，其中光伏电池4底面通过封装胶膜9固定于弧形基板10上，光伏电池4正面通过封装胶膜9粘附于透明玻璃罩管8内表面。所述透明玻璃罩管8与玻璃内管12之间为真空夹层。
如图2及图3所示，光伏电池4弯曲为弧形，且光伏电池4的弯曲弧度、弧形基板10、透明玻璃罩管8内表面的三者的弯曲弧度相同且通过封装胶膜9紧密贴合。
如图4及图5所示，玻璃真空集热管5包括透明玻璃罩管8、封装胶膜9、光伏电池4、玻璃基管13、选择性吸收涂层11、玻璃内管12，所述选择性吸收涂层11镀在玻璃内管12外表面，其中光伏电池4底面通过封装胶膜9固定于玻璃基管13上，光伏电池4正面通过封装胶膜9粘附于透明玻璃罩管8内表面。所述玻璃基管13可根据加工需求为规则圆形或不规则圆型。
如图4及图5所示，光伏电池4弯曲为弧形，且光伏电池4的弯曲弧度、玻璃基管13、透明玻璃罩管8三者相邻表面之间通过封装胶膜9紧密贴合。
如图2至图5所示，玻璃内管12外表面镀有选择性吸收涂层11，且玻璃内管12内部可以直接流通吸热介质或插入金属换热管，且金属换热管表面可以设置肋片强化换热，金属换热管内流通吸热介质。玻璃内管12可替换为双层玻璃真空管。
如图1、至图5所示，本实用新型一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件中的玻璃真空集热管5，可以采用图2所示的以弧形基板10作为光伏电池4绝缘背板的玻璃真空集热管5，也可以采用图3所示的玻璃基管13作为光伏电池4绝缘背板的玻璃真空集热管5结构示意图。
如图1、至图5所示，光伏电池4截面弧长小于透明玻璃罩管8内表面周长的1/2，且单根玻璃真空集热管5内光伏电池4的整体长度等于玻璃真空集热管5的有效采光长度，玻璃真空集热管5内部贴有光伏电池4的一侧完全暴露于太阳光下。
如图1至图5所示，光伏电池4材料可以选用晶体硅电池或各种薄膜电池。晶体硅电池包括单晶、多晶硅电池，薄膜电池包括非晶硅薄膜电池(a-Si)、碲化镉太阳电池(CdTe)、铜铟镓硒太阳电池(CIGS)、砷化镓太阳电池、纳米二氧化钛染料敏化太阳电池。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，包括吸热介质进口(1)、联箱(2)、吸热介质出口(3)、玻璃真空集热管(5)、尾托(7)，所述玻璃真空集热管(5)内设有光伏电池(4)，所述联箱(2)及尾托(7)用以固定玻璃真空集热管(5)，玻璃真空集热管(5)间隔排列，所述联箱(2)及玻璃真空集热管(5)内设置连通的吸热介质流通管道。
2.根据权利要求1所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，玻璃真空集热管(5)包括透明玻璃罩管(8)、光伏电池(4)、绝缘背板以及玻璃内管(12)，所述透明玻璃罩管(8)与玻璃内管(12)之间设有真空夹层，玻璃内管(12)外表面镀有选择性吸收涂层(11)，其中光伏电池(4)底面固定于绝缘背板上，光伏电池(4)正面固定于透明玻璃罩管(8)内表面。
3.根据权利要求2所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，所述光伏电池(4)底面的绝缘背板为弧形基板(10)或玻璃基管(13)，所述玻璃基管(13)为规则圆形或不规则圆型。
4.根据权利要求2所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，所述玻璃真空集热管(5)还包括封装胶膜(9)，所述光伏电池(4)为弧形，且绝缘背板、光伏电池(4)、透明玻璃罩管(8)三者相邻表面之间通过所述封装胶膜(9)紧密贴合。
5.根据权利要求2所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，光伏电池(4)截面弧长小于透明玻璃罩管(8)内表面周长的1/2，且单根玻璃真空集热管(5)内光伏电池(4)的整体长度等于玻璃真空集热管(5)的有效采光长度，玻璃真空集热管(5)内部贴有光伏电池(4)的一侧完全暴露于太阳光下。
6.根据权利要求2所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，玻璃内管(12)内部直接流通吸热介质或插入金属换热管，所述金属换热管表面设置用以强化换热的肋片，金属换热管内流通用以带走热量的吸热介质。
7.根据权利要求2所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，所述玻璃内管(12)替换为双层玻璃真空管。
8.根据权利要求1所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，所述真空管式太阳能光伏光热一体化组件还包括金属边框(6)，所述金属边框(6)、联箱(2)及尾托(7)围设于玻璃真空集热管(5)外侧。
9.根据权利要求1所述的一种真空管式太阳能光伏光热一体化组件，其特征在于，光伏电池(4)为晶体硅电池或薄膜电池。
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