CN204696135U - 基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件 - Google Patents

基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件 Download PDF

Info

Publication number
CN204696135U
CN204696135U CN201520494728.4U CN201520494728U CN204696135U CN 204696135 U CN204696135 U CN 204696135U CN 201520494728 U CN201520494728 U CN 201520494728U CN 204696135 U CN204696135 U CN 204696135U
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium
bar
basalis
heat dissipation
component
Prior art date
Application number
CN201520494728.4U
Other languages
English (en)
Inventor
严辉
刘禹
刘焕明
蒋荃
蒋善江
舒文兵
庞玮
施涛
Original Assignee
宁波红杉能源研究院有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 宁波红杉能源研究院有限公司 filed Critical 宁波红杉能源研究院有限公司
Priority to CN201520494728.4U priority Critical patent/CN204696135U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204696135U publication Critical patent/CN204696135U/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60Planning or developing urban green infrastructure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

一种基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,该构件包括铝型材基底层、缓冲连接层、光伏组件层和透明覆盖层;所述的铝型材基底层处于最下方,所述的缓冲连接层设置于铝型材基底层的上方,所述的光伏组件层位于缓冲连接层内,所述的透明覆盖层设置于缓冲连接层的上方;所述的铝型材基底层的上表面与缓冲连接层的下表面相贴合,所述的透明覆盖层的下表面与缓冲连接层的上表面相贴合,所述的铝型材基底层内设有若干供流体介质流通的通道。具有能利用铝型材基本性质以及具有通孔的中空结构特性,实现对于BIPV构件进行有效的降温的优点。

Description

基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件
技术领域
[0001] 本发明属于太阳能发电设备领域,具体涉及到光伏建筑一体化构件,特别指一种基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件。该设计具有高效的散热功能,能够有效减少光伏发电单元的输出功率损失。
背景技术
[0002] 随着世界经济的高速发展,对传统化石燃料的消耗逐渐增多,导致可用化石燃料的剧减和全球气温的升高。由于世界能源紧张局势的加剧,太阳能作为绿色清洁能源成为近年来许多国家大力开发的对象,太阳能利用技术已经在国民生活中得到了大力普及。大力推广和开发太阳能的使用,能够有效地解决能源枯竭和环境污染的问题。目前,利用太阳能的方式主要包括太阳能光伏电池、太阳能热水器等。
[0003] 在提倡绿色建筑与节能环保的趋势下,光伏建筑一体化以其独特的优势受到世界各国的高度重视。主要体现在:它可以将光伏材料与建筑设计完美结合,可以在原有建筑面积的基础上构建光伏材料与新型装饰材料相结合的光伏幕墙等,实现建筑物自身利用太阳能产生电能。
[0004] 商用的太阳能光伏电池由于电池表面的反射和光子能量与光伏层材料吸收特性不匹配,会损失多于80%以上的太阳能。在其应用过程中,研宄统计也发现电池温度每升高I度,光电转换效率会下降0.45%左右。也就是说,光伏组件在工作过程中随着工作温度的升高输出功率逐渐减小,为了抑制光伏组件的工作温度升高增加输出功率,光电光热一体化装置应运而生。它主要通过利用冷却水循环的方式,实现光伏组件的冷却处理,从而在同等工作时间内有效增加电能输出。综合太阳能发电和热水原理,光电光热一体化装置采用胶黏技术将光伏组件与集热器组合在一起,不仅可有效降低组件的工作温度、确保其光电转换效率、延长使用寿命,而且可获得一定温度的热水,从而实现高效、低成本太阳能光电-光热的综合利用为了提高太阳能的利用率。此外还可以有效控制光伏电池及其组件的工作温度,尽量避免过热现象导致的性能下降或失效问题。
[0005] 采用铝型材作为光伏电池及其组件的散热基底具有重要的意义。铝型材价格低廉,且加工方便,是商用建筑的首选。且铝具有低的密度(仅为2.7g/cm3),是当前用途十分广泛的、最经济适用的轻质金属;同时,铝有较好的可加工性,其延展性仅次于金和银,而且铝是热的良导体(导热能力比铁大3倍)并具有优异的光反射性能(可见光的反射率约为92% );与其它金属相比,铝的表面容易形成致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,是良好的电绝缘体,也具有相对高的热导率(SOwr1K-1)以及突出的耐候性。因此,铝及其合金材料已经在航空、建筑、汽车等三大重要工业中获得了大量应用。建筑业作为金属铝材的三大主要市场之一,目前世界上铝总产量的20%左右用于建筑业,而对于一些发达国家的建筑业,其用铝量已占其总产量的30%以上。伴随绿色建筑行动方案的出台和分布式发电市场的扩大,对发展光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics,BIPV)技术及其新的建筑构件,从发电效率、工程化能力及其使用寿命提出了更为苛刻的要求。
[0006] 近年来,一些国外具有重要影响的企业(比如Nanosolar公司)也有采用铝质材料作为基底用于制备光伏薄膜电池的工作,进而发展更加廉价的光伏电池产品。但是,采用铝型材与太阳能电池构成BIPV构件未见报道。
实用新型内容
[0007] 本实用新型针对现有技术的上述不足,提供一种基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,实现对于光伏组件进行降温的作用。
[0008] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:一种基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,该构件包括铝型材基底层、缓冲连接层、光伏组件层和透明覆盖层;所述的铝型材基底层处于最下方,所述的缓冲连接层设置于铝型材基底层的上方,所述的光伏组件层位于缓冲连接层内,所述的透明覆盖层设置于缓冲连接层的上方;所述的铝型材基底层的上表面与缓冲连接层的下表面相贴合,所述的透明覆盖层的下表面与缓冲连接层的上表面相贴合,所述的铝型材基底层内设有若干供流体介质流通的通道。
[0009] 采用该结构,以铝型材作为基底,不仅可以降低BIPV构件的集成成本,而且能够增强系统整体的柔韧性。此外,金属铝型材基底材料,具有高的光反射率和热传导率,不仅可以进一步加强太阳光的利用率,也有利于提高构件的散热能力。更为重要的是本实用新型利用具有通孔状(通道)铝型材,通道直接打穿于铝型材基底层上(无需另外铺设通道层),易于加工且整体结构更牢固。结合型材构成的通道内通入的流体介质,能够更有效实现对于光伏发电单元进行降温,不仅可以减少光伏发电单元的输出功率损失,而且也有利于实现光伏-光热的高效综合利用。本实用新型铝质基底层容易钝化,可以获得具有良好电绝缘性的表面,能够减少构件的组装步骤,也有利于减少构件的重量。
[0010] 作为优选,本实用新型销型材基底层的厚度为5-14mm,优选为1mm ;采用该结构一来可以充分将电池组件的热量及时、快速的传送出去,保证电池片性能的正常运作;其次,还可以减轻整个构件的重量和制作成本,同时增加构件的韧性和牢固强度。
[0011] 本实用新型的透明覆盖层为EVA胶膜或者玻璃或者透明塑料薄膜均可,通过EVA(乙烯一乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物)胶与下方的缓冲层实现粘合。
[0012] 本实用新型的铝型材基底层的中间层的散热通道通入的流体介质可以是气体、液体以及气液混合体等;只要不腐蚀铝板的气体、液体均可以,如空气、水等等。
[0013] 本实用新型所述的光伏组件层为由多个镶嵌于缓冲连接层内、处于同一水平面上、等距离间隔的多个光伏组件单元构成;光伏组件单元为单晶硅片、多晶硅片、非晶硅片、铜铟镓砸片、砷化镓片、碲化镉、片、有机光伏片等太阳能光伏领域市售产品中的一种均可。
[0014] 作为优选,本实用新型的通道的横截面可以为长方形、正方形、圆形,椭圆形等各种多边形或弧形的规则不规则形状的通道。采用上述结构可以提高流体介质与铝型材基底层直接的接触面积,提高散热效率。
[0015] 作为进一步优选,所述的通道为沿铝型材基底层高度方向排列的多列通道。采用上述结构,可以更多通道内流动冷却介质,同时也可以增加流体介质与基底层的接触面积,进一步提高散热效率。本实用新型上述的多列为两列或以上。
[0016] 作为优选,本实用新型的通道为直接成型于铝型材基底层的基材上,也即在铝型材基底层沿其长度方向或者宽度方向直接加工出通道;采用该结构一来加工方便容易,二来可以提高整个基底层的牢固强度和韧性。
[0017] 本实用新型的光伏组件组装时,先将光伏组件与铝型材基底层表面相贴后,使用EVA胶进行粘牢固定,防止光伏组件脱落,最后盖上透明覆盖层并使用EVA胶进行粘牢,完成要求的封装。
[0018] 本实用新型的缓冲连接层是作为透明覆盖层、光伏组件、铝型材基底层的粘合剂,并具有一定的缓冲效果,一般可选用EVA胶、PVB树脂等。
附图说明
[0019] 附图1本实用基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件截面图结构示意图(一列通道)。
[0020] 附图2本实用基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件截面图结构示意图(两列通道)。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明,但不仅限于以下实施例。
[0022] 如附图所示:本实用的具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,该构件包括铝型材基底层1、缓冲连接层2、光伏组件层3和透明覆盖层4 ;所述的铝型材基底层处于最下方,所述的缓冲连接层设置于铝型材基底层的上方,所述的光伏组件层位于缓冲连接层内,所述的透明覆盖层设置于缓冲连接层的上方;所述的铝型材基底层I的上表面与缓冲连接层2的下表面相贴合,所述的透明覆盖层4的下表面与缓冲连接层2的上表面相贴合,所述的铝型材基底层内设有若干供流体介质流通的通道5。
[0023] 采用该结构,以铝型材作为基底,不仅可以降低BIPV构件的集成成本,而且能够增强系统整体的柔韧性。此外,金属铝型材基底材料,具有高的光反射率和热传导率,不仅可以进一步加强太阳光的利用率,也有利于提高构件的散热能力。更为重要的是本实用新型利用具有通孔状(通道)铝型材,通道直接打穿于铝型材基底层上(无需另外铺设通道层),易于加工且整体结构更牢固。结合型材构成的通道内通入的流体介质,能够更有效实现对于光伏发电单元进行降温,不仅可以减少光伏发电单元的输出功率损失,而且也有利于实现光伏-光热的高效综合利用。本实用新型铝质基底层容易钝化,可以获得具有良好电绝缘性的表面,能够减少构件的组装步骤,也有利于减少构件的重量。
[0024] 本实用新型的销型材基底层的厚度为5_14mm,本实施例优选为1mm ;采用该结构一来可以充分将电池组件的热量及时、快速的传送出去,保证电池片性能的正常运作;其次,还可以减轻整个构件的重量和制作成本,同时增加构件的韧性和牢固强度。
[0025] 本实用新型的透明覆盖层为EVA胶膜或者玻璃或者透明塑料薄膜均可,通过EVA(乙烯一乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物)胶与下方的缓冲层实现粘合,本实施例采用玻璃。
[0026] 本实用新型的铝型材基底层的中间层的散热通道通入的流体介质可以是气体、液体以及气液混合体等;只要不腐蚀铝板的气体、液体均可以,如空气、水等等。
[0027] 本实用新型所述的光伏组件层为由多个镶嵌于缓冲连接层内、处于同一水平面上、等距离间隔的多个光伏组件单元构成;光伏组件单元为单晶硅片、多晶硅片、非晶硅片、铜铟镓砸片、砷化镓片、碲化镉、片、有机光伏片等太阳能光伏领域市售产品中的一种均可。
[0028] 本实用新型的通道的横截面可以为长方形、正方形、圆形,椭圆形等各种多边形或弧形的规则不规则形状的通道。采用上述结构可以提高流体介质与铝型材基底层直接的接触面积,提高散热效率。如附图1,本实施例采用正方形。
[0029] 本实用所述的通道为沿铝型材基底层高度方向排列的多列通道。采用上述结构,可以更多通道内流动冷却介质,同时也可以增加流体介质与基底层的接触面积,进一步提高散热效率。本实用新型上述的多列为两列或以上。如附图2所示,采用两列。
[0030] 本实用新型的光伏组件组装时,先将光伏组件与铝型材基底层表面相贴后,使用EVA胶进行粘牢固定,防止光伏组件脱落,最后盖上透明覆盖层并使用EVA胶进行粘牢,完成要求的封装。
[0031] 本实用新型的通道5的孔径大小为3_6mm,如果是圆形即为直径,如果是长方形即为边长等。
[0032] 具体的采用为:透明覆盖层玻璃采用钢化玻璃,其尺寸为600mm*400mm*5mm ;销型材基底层的尺寸为600mm*400*10mm,散热管道(通道5)孔径为6mm ;电池片为单晶娃电池,其尺寸为156mm*156mm*0.2mm ;EVA胶的厚度为0.2-0.5mm。其整体封装图如I或2。在实际实验测试中,测试时间为lh,利用铝型材的散热效果大大优于市场上所出售的太阳能组件,在相同光照强度下,其实际工作一小时后温度升高不到10°C,而市场上的成品单晶硅组件的温度升高45°C以上,通过我们的设计可以极大抑制温度升高,也就是铝型材基板对太阳能电池片的散热效果优于市场上的晶硅组件基板。

Claims (7)

1.一种基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:该构件包括铝型材基底层、缓冲连接层、光伏组件层和透明覆盖层;所述的铝型材基底层处于最下方,所述的缓冲连接层设置于铝型材基底层的上方,所述的光伏组件层位于缓冲连接层内,所述的透明覆盖层设置于缓冲连接层的上方;所述的铝型材基底层的上表面与缓冲连接层的下表面相贴合,所述的透明覆盖层的下表面与缓冲连接层的上表面相贴合,所述的铝型材基底层内设有若干供流体介质流通的通道。
2.根据权利要求1所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的铝型材基底层的厚度为5-14_。
3.根据权利要求2所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的铝型材基底层的厚度为10mm。
4.根据权利要求1所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的通道的横截面为多边形、圆形,椭圆形或者采用上述各种形状的混合。
5.根据权利要求1所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的通道为沿铝型材基底层高度方向排列的多列通道。
6.根据权利要求5所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的多列通道至少为两列。
7.根据权利要求1所述的基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件,其特征在于:所述的通道为直接成型于铝型材基底层的基材上。
CN201520494728.4U 2015-07-08 2015-07-08 基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件 CN204696135U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520494728.4U CN204696135U (zh) 2015-07-08 2015-07-08 基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520494728.4U CN204696135U (zh) 2015-07-08 2015-07-08 基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204696135U true CN204696135U (zh) 2015-10-07

Family

ID=54236393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520494728.4U CN204696135U (zh) 2015-07-08 2015-07-08 基于具有散热通道的铝型材光伏建筑一体化构件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204696135U (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549635A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种具有良好散热功能的太阳能电池模块
CN107086252A (zh) * 2017-05-04 2017-08-22 苏州鼎威新能源有限公司 一种新型的pvt组件
CN107171637A (zh) * 2017-06-03 2017-09-15 北京工业大学 一种风冷型光伏光热一体化构件
CN107181453A (zh) * 2017-06-03 2017-09-19 北京工业大学 一种风冷型光伏光热一体化系统
CN107275427A (zh) * 2017-06-03 2017-10-20 北京工业大学 一种基于金属型材基底的复合型光伏光热一体化构件
CN107425809A (zh) * 2017-06-03 2017-12-01 北京工业大学 一种复合型光伏光热一体化系统的控制方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549635A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种具有良好散热功能的太阳能电池模块
CN107086252A (zh) * 2017-05-04 2017-08-22 苏州鼎威新能源有限公司 一种新型的pvt组件
CN107171637A (zh) * 2017-06-03 2017-09-15 北京工业大学 一种风冷型光伏光热一体化构件
CN107181453A (zh) * 2017-06-03 2017-09-19 北京工业大学 一种风冷型光伏光热一体化系统
CN107275427A (zh) * 2017-06-03 2017-10-20 北京工业大学 一种基于金属型材基底的复合型光伏光热一体化构件
CN107425809A (zh) * 2017-06-03 2017-12-01 北京工业大学 一种复合型光伏光热一体化系统的控制方法
CN107425809B (zh) * 2017-06-03 2020-08-21 北京工业大学 一种复合型光伏光热一体化系统的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jia et al. Development and applications of photovoltaic–thermal systems: A review
Shan et al. Performance evaluations and applications of photovoltaic–thermal collectors and systems
Ji et al. Effect of fluid flow and packing factor on energy performance of a wall-mounted hybrid photovoltaic/water-heating collector system
Shan et al. Dynamic performances modeling of a photovoltaic–thermal collector with water heating in buildings
CN101304056B (zh) 平板式太阳能发电制热器
US20110017274A1 (en) Large Tracking-Type Fresnel Lens Point-Focusing Solar System
CN202059353U (zh) 高倍聚光太阳能光伏光热复合发电系统
CN102208475B (zh) 太阳能光伏热电制热模块及光伏热电热水系统
CN2847686Y (zh) 聚光集热式太阳能温差发电装置
CN103591708B (zh) 一种热管式光伏光热构件
CN201122604Y (zh) 一种新型太阳能瓦片组
WO2003100870A1 (fr) Cellule photovoltaique double jonction a lumiere stereo
CN101740650B (zh) 整板型管板式光伏热水模块
CN201181711Y (zh) 一种太阳光伏/光热结合组件
CN202025783U (zh) 太阳能光伏热电制热模块及光伏热电热水系统
CN202111101U (zh) 一种具有自动清洗和降温功能的太阳能光伏组件
CN203573997U (zh) 一种薄膜太阳能电池
CN201590423U (zh) 一种新型太阳能组件
CN102104346B (zh) 一种聚光光伏-温差发电一体化装置
CN101866972A (zh) 太阳能电池与散热器一体化组件
CN203942493U (zh) 一种光伏光热组件
CN204103861U (zh) 一种太阳能光电光热综合利用组件
CN101719739A (zh) 一种双抛物柱面反射聚光太阳能光伏发电组件
RU2011115219A (ru) BUILDING STRUCTURE
CN201063555Y (zh) 双面采光的聚光光伏发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model