CN207638617U - 一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了涉及太阳能高效利用技术领域，尤其涉及到一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，所述光伏光热联用装置包括聚光器、石英通道、PV板、相变蓄热材料、玻璃盖板、隔热材料、支撑板；上述聚光器放置于装置正上方；上述石英通道为上下双通道；所述上通道上侧为玻璃盖板；所述下通道上侧为相变蓄热材料，PV板位于相变蓄热材料上侧；所述隔热材料位于石英下通道下侧；所述支撑板位于隔热材料下侧。本实用新型通过相变蓄热材料对PV板进行强化散热并提供太阳能综合利用率。

Description

一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能高效利用技术领域，尤其是涉及一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置。
背景技术
能源紧缺及环境污染已成为制约世界经济发展的重大问题，而提高能源利用效率和开发新能源成为解决此问题的重要措施。
太阳能方面，目前太阳能光电转换效率偏低，一般仅为5％～20％。主要原因是仅有一部分特定频率内的光能被光伏电池吸收并转化为电能，其余大部分光能被电池吸收后转化为热。这就造成：一方面导致电池板温度升高，降低光伏电池的光电转换效率；另一方面这部分太阳能热不能够有效利用造成能源浪费和热污染。
太阳能分频利用技术作为一种太阳能利用新技术，其实现光电光热的分频利用。该技术先利用纳米流体等介质选择性地将热效应明显的频率区段的光过滤吸收，然后未被吸收的太阳光再利用光伏电池产生电能。因此纳米流体将在800nm到2000nm波段高效率吸收太阳能红外辐射，而同时使得绝大部分的可见光200nm到800nm波段的太阳辐射透过光热单元，在光热单元中纳米流体对太阳能红外辐射进行直接吸收完成光热转换，而后投射在光电单元上的太阳能主要为可见光辐射，被太阳电池吸收利用完成光电转换。而最后产生的热能，可供生活热水也可以用于制冷发电等。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，所述光伏光热联用装置包括聚光器、石英套管、PV板、相变蓄热材料、玻璃盖板、隔热材料、支撑板。
上述聚光器放置于石英套管正上方；上述石英套管为上下双通道；所述上通道上侧为玻璃盖板；所述下通道上侧为相变蓄热材料，PV板位于相变蓄热材料上侧；所述隔热材料位于石英下通道下侧；所述支撑板位于隔热材料下侧。
作为优选，所述PV板为多晶硅太阳能电池板。
作为优选，聚光器为抛物槽式聚光器。
作为优选，相变蓄热材料是石蜡或脂肪酸或者石和或脂肪酸混合物。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、散热效果好：本实用新型提出基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，通过相变蓄热材料对PV板进行强化散热，与现有技术相比，散热效果更好且更稳定。
2、太阳能综合利用率高：本实用新型提出基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，通过纳米流体和PV板对太阳能进行综合利用，其中下通道中的纳米流体可以吸收相变蓄热材料的热量，提高了太阳能综合利用率。
附图说明
图1为本实用新型的太阳能光电光热分频利用装置示意图。
附图标记如下：
1-聚光器；2-玻璃盖板；3-PV板；4-相变蓄热材料；5-隔热材料；6-支撑板；7-石英套管；8-纳米流体；9-光热转换区；10-环境
具体实施方式
为对本实用新型做进一步的理解，现结合附图具体说明：
如图1所示，太阳能光电光热分频利用装置主要由聚光器1、玻璃盖板2、纳米流体8、 PV板3、隔热材料5、支撑板6、石英套管7组成；上述PV板3与石英套管7组成光伏组，石英套管7和内部纳米流体8组成光热组，且布置石英套管7圆心与聚光器1焦点重合；上述光热组和光伏组为一体化结构。
上述石英套管7下有隔热材料5和支撑板6。
上述相变蓄热材料4是石蜡或脂肪酸或者石和或脂肪酸混合物。
上述纳米流体8是碳化硅纳米颗粒。
太阳能光电光热分频利用过程：太阳光经聚光器1聚光后，经玻璃盖板2后进入内部圆形通道石英套管7内，在光热转换区9，纳米流体8对可见光及近红外等热效应明显波段的太阳光选择性吸收并转化为纳米流体的热能，其它波段的太阳光透过，即太阳光被分频；紧接着太阳光穿过环境10入射到光伏电池与PV板3进行光电转换，对外输出电能；纳米流体8 通过下通道进入石英套管7内，纳米流体先冷却相变蓄热材料4下层后，被二次预热至50℃左右(根据系统及流量大小而不同)；被预热后纳米流体进入上层玻璃通道，其吸收可见光及近红外波段太阳光，温度进一步提高至100℃以上；
太阳光照射到PV板3光电转换后PV板温度升高，相变蓄热材料4吸收PV板热量进行冷却，在光照强度低时下通道的纳米流体8吸收来自相变蓄热材料4中的热量，达到预热的目的。
本实用新型提供了一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置。第一，PV板被相变蓄热材料冷却，光伏电池的光电转换效率提高；第二，相变蓄热材料在光照强度不强时，下通道的纳米流体吸收相变蓄热材料中的热量，达到预热的目的，提高了太阳能的综合利用率；
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (4)

1.一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，包括聚光器(1)、石英套管(7)、PV板(3)、相变蓄热材料(4)；
上述聚光器(1)设置于石英套管(7)正上方；
上述石英套管(7)为上下双通道；
所述上通道上侧为玻璃盖板；
所述下通道上侧为相变蓄热材料(4)，用于冷却PV板以及给下通道纳米流体提供热量；
PV板(3)设置于相变蓄热材料(4)上侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，其特征在于，所述PV板(3)为多晶硅太阳能电池板。
3.根据权利要求1所述的一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，其特征在于，所述聚光器(1)为抛物槽式聚光器。
4.根据权利要求1所述的一种基于相变蓄热材料的光伏光热联用装置，其特征在于，所述相变蓄热材料(4)是石蜡或脂肪酸或者石和或脂肪酸混合物。
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