CN213687336U - 一种光电和光热太阳能转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光电和光热太阳能转换装置，旨在解决现有技术中集光电和光热转化于一体的太阳能电池板，用于热能吸收的水循环系统集成在太阳能电池板的背部，导致太阳能电池板结构复杂，不易维修的问题。光电和光热太阳能转换装置，包括集热块和设置在集热块上的若干个太阳能吸收板；太阳能吸收板包括依次设置的表面透明隔层、太阳能发电层、绝缘导热层和导热片；所述导热片设有热能输出部；集热块与导热片上的热能输出部相连，导热片通过热能输出部将热能传输至集热块。本实用新型中采用导热片和加热块来传输热能，太阳能吸收板吸收的热能，集热块独立于太阳能吸收板的结构之外，避免了太阳能吸收板过于复杂，而导致的维修不便的问题。

Description

一种光电和光热太阳能转换装置

技术领域

本实用新型属于太阳能发电领域技术领域，具体涉及一种光电和光热太阳能转换装置。

背景技术

太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。由于太阳能电池板将光能转化成电能时，同时会有大量的热能产生，太阳能电池板无法将热能转换成有效能源，往往会浪费掉。

为了解决太阳能电池板无法将太阳能转换成的热能变成有效能源的问题，目前有些太阳能电池板集光电和光热转化为一体，光热部分是通过在太阳能电池板的背部设置水循环系统，来吸收太阳能转化的热能；但是在太阳能电池板的背部设置水循环系统，导致太阳能电池板的内部结构复杂化，生产和维修成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光电和光热太阳能转换装置，旨在解决现有技术中集光电和光热转化于一体的太阳能电池板，用于热能吸收的水循环系统集成在太阳能电池板的背部，导致太阳能电池板结构复杂，不易维修的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种光电和光热太阳能转换装置，包括集热块和设置在集热块上的若干个太阳能吸收板；所述太阳能吸收板，包括从一侧到另一侧依次设置的表面透明隔层、太阳能发电层、绝缘导热层和导热片；所述导热片设有热能输出部；所述集热块，与导热片上的热能输出部相连，且导热片通过热能输出部将热能传输至集热块。

进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置，还包括设置在集热块上的若干个热能吸收板。

在本方案中，集热块上除了设置具备电能和和热能同时吸收的太阳能吸收板，还设置了只吸收热能的吸收板；此方案适用于对热能需求多的应用环境下。

进一步改进的方案：所述热能吸收板由导热片和涂覆在导热片上的聚热涂层构成，所述热能吸收板通过导热片上的热能输出部与集热块相连并通过热能输出部将热能传输至集热块。

本方案中，热能吸收板的导热片与太阳能吸收板的导热片均设有热能输出部。

进一步改进的方案：所述导热片的热能输出部为从导热片上延伸出的插板，所述集热块上设有与热能输出部匹配的插槽。

在本方案中，热能输出部采用插板，同时兼具热能输出和连接热能接收件的作用；插板和插槽的配合使用，便于集热块与太阳能吸收板的拆装。

进一步改进的方案：所述导热片为长方形；所述导热片的热能输出部为导热片的一端，所述插槽为U形的弹性卡槽。

在本方案中，将导热片设置成长方形，在光电、光热太阳能板组合使用时，可以节省排布空间；设置成长方形，可以将导热片的一端直接设置成热能输出部，结构简单，便于制造；采用弹性卡槽与插板配合，便于固定。

进一步改进的方案：所述集热块内设有热传递通道。热传递通道通过水或其它流体介质，可以将集热块吸收的热量传输给热水器等热能存储/吸收物体。

进一步改进的方案：所述太阳能发电层为太阳能电池板；所述导热片采用超导热材料制成。

进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置还包括设有保温层的外壳。设置保温层，可以减少热能的流失。

进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置还包括导热板；导热板其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层，导热板另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板；保温层与导热片之间设有与导热板下半部相匹配的插孔，插孔开口向上，导热板通过可插拔的方式设置在插孔内。

在本方案中，增设了可拆卸的导热板，由于环境和地理位置等关系，光电和光热太阳能转换装置产生的热能较少，不足以达到应用的条件，通过增设的导热板来吸收更多的热能，以供正常使用，可以按需装配。

进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置还包括导热板；导热板其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层；导热板另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板；保温层与导热片之间设有与导热板相匹配的插孔，插孔开口向上，插孔的顶部铰接有挡板；导热板包括收缩状态和伸出状态；当导热板处于收缩状态时，导热板插接在插孔内，且导热板设有聚热涂层的一侧与导热片贴合，保温板与保温层贴合；当导热板处于伸出状态时，导热板上的聚热涂层和保温板位于插孔的外部，挡板转动至保温板的下端并支撑起保温板，且在挡板的挤压下，导热板与导热片贴合在一起。

在本方案中，增设了可拆卸的导热板，由于环境和地理位置等关系，光电和光热太阳能转换装置产生的热能较少，不足以达到应用的条件，通过增设的导热板来吸收更多的热能，以供正常使用；且由于导热板比较轻薄，运输或存放时容易损坏，导热板采用隐藏式，在运输和存放时，不易发生损坏且占用空间较小，顾客可以按需装配。

进一步改进的方案：导热板的顶部设有盖板，盖板上设有提手。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型中，采用导热片替代了现有技术中S形水管构成的水循环系统，一方面，太阳能板的结构简化，比较轻薄，降低了制造和维修成本；另一方面，导热片热量接收时采用的是面接触，S形水管的在接收能量时采用线接触，S形水管中存在很大的空白面积，导热片受热面积较S形水管的受热面积大，热传递效率更高。

此外，本实用新型中设有集热块，若干个太阳能吸收板均与集热块相连接，太阳能吸收板吸收的热能，统一由集热块吸收转化，转化效率高，且集热块独立于太阳能吸收板的结构之外，避免了太阳能吸收板过于复杂，而导致的维修不便的问题。此外，可以根据实际的需求，来调整太阳能吸收板的数量，以满足实际的需求。

由于现有技术中，S形水管构成的水循环系统使用寿命普遍低于太阳能电板的使用寿命，两者集合会大大降低使用寿命；由于维修成本高，故报废率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1是实施例一中光电和光热太阳能转换装置的爆炸结构示意图；

图2是实施例一中光电和光热太阳能转换装置的立体结构示意图；

图3是实施例一中光电和光热太阳能转换装置的背面结构示意图；

图4是太阳能吸收板横截面的结构示意图；

图5是实施例一中光电和光热太阳能转换装置的侧面结构示意图；

图6是实施例二中，其中一种光电和光热太阳能转换装置的背面结构示意图；

图7是热能吸收板安装在集热块上的侧视图；

图8是热能吸收板的爆炸结构示意图；

图9是热能吸收板的立体结构示意图；

图10是实施例三中光电和光热太阳能转换装置的侧面结构示意图；

图11是实施例三中导热板的立体结构示意图；

图12是实施例三中光电和光热太阳能转换装置的背面结构示意图；

图13是实施例三种光电和光热太阳能转换装置的侧面结构示意图；

图14是图13中A处的局部放大图。

图中标号说明：01-太阳能吸收板；02-热能吸收板；1-表面透明隔层；2-太阳能发电层；3-绝缘导热层；4-导热片；41-热能输出部；5-集热块；51-热传递通道；52-插槽；53-弹性夹板；6-导热板；7-保温层，71-插孔；8-挡板；9-聚热涂层；10-保温板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一：

参阅图1至图5，本实施例中的光电和光热太阳能转换装置，包括集热块5和设置在集热块5上的若干个太阳能吸收板01。所述太阳能吸收板01，包括从一侧到另一侧依次设置的表面透明隔层1、太阳能发电层2、绝缘导热层3和导热片4；所述导热片4设有热能输出部。所述集热块5与导热片4上的热能输出部41相连，且导热片4通过热能输出部41将热能传输至集热块5。

所述导热片4的热能输出部可以根据与集热块5的连接关系不同，可以做出相应的造型，只要能顺利实现热能的输出即可；其中，作为其中一种改进型的方案具体为：导热片4的热能输出部为从导热片4上延伸出的插板，与之相对应的所述集热块5上设有与热能输出部匹配的插槽52；采用插板，热能输出部同时兼具热能输出和连接集热块5的作用。

在上述方案的基础上，所述导热片4的形状可以采用正方形、圆形等，作为一种优选的改进型方案：参阅图1和图2，导热片4为长方形；所述导热片4的热能输出部为导热片4的一端，所述插槽52为U形的弹性卡槽，通过将插槽52的一侧改成弹性夹板53，插槽52便成为弹性卡槽。

在上述任一方案的基础上，所述集热块5吸收的源自导热片4的热能，在传输出去的方式有多种，可以根据具体的应用设置相应的造型和结构；作为一种可以高效率转化的改进型方案：所述集热块内设有热传递通道；利用水进行吸收集热块上的热能，热传递通道将集热块5吸收的源自导热片4的热能转换成可利用热能。

下面对太阳能吸收板01的每一层做进一步说明：

其中，表面透明隔层1可以采用透明玻璃等透明性好的材料制作而成，其具体的材料属于现有技术，本领域技术人员根据实际情况进行合理的选择。

其中，太阳能发电层2为太阳能电池板。其具体的材料和结构，其具体的材料属于现有技术，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理的选择。

其中，绝缘导热层3采用不导电且导热的材料制作而成，一面方面可以防止电能流失，另一方面可以传输热量。

其中，所述导热片4可以采用一般的导热速度快的金属材料制作而成，也可以采用超导热材料制作而成，皆在本实用新型的保护范围之内。

下面结合工作原理对本实施例做进一步说明：

太阳光穿过表面透明隔层1并照射在太阳能发电层2，太阳能一方面通过太阳能发电层发电，另一方面会产生热能，热能依次通过绝缘导热层和导热片4传输到热能输出部，热能输出部将热能传输到集热块5上，然后集热块5通过水将热能吸收，并供生活上使用。

实施例二：

参阅图6至图9，在实施例一中各方案的基础上，所述光电和光热太阳能转换装置，还包括设置在集热块5上的若干个热能吸收板02。

所述热能吸收板02由导热片4和涂覆在导热片4上的聚热涂层9构成，导热片4上设有热能输出部41，所述热能吸收板02通过导热片9上的热能输出部41与集热块5相连并通过热能输出部41将热能传输至集热块5。

本实施例适用于对热能需求较高的应用场景下，在集热块5上同时安装上太阳能吸收板01和热能吸收板02；热能吸收板02仅仅用于吸热，大大提高了热能的吸收量；其中，太阳能吸收板01和热能吸收板02的比例可以根据实际需求进行配置。

太阳能吸收板01和热能吸收板02的位置关系，可以随意排布，作为优选的方案，参阅图6，将热能吸收板02集中设置在水流的下游，由于太阳能吸收板01产生的热能少于热能吸收板02产生的热量，这样设置水吸收热能的效率更高。

实施例三：

参阅图10至图12，本实施例在实施例一的基础上，为了防止热能的流失，光电和光热太阳能转换装置，还包括设有保温层7的外壳。

作为进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置，还包括导热板6；导热板6其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层9，导热板6另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板10；保温层7与导热片4之间设有与导热板6下半部相匹配的插孔71，插孔71开口向上，导热板6通过可插拔的方式设置在插孔71内。

在平时不使用导热板6时，为了防止灰尘的进入，可以在插孔71上设置封盖。

下面结合工作原理对本实施例做进一步说明：

当实施例一中光电和光热太阳能转换装置无法满足热能的需求时，在插孔71上插接上导热板6，聚热涂层9将太阳能转化成热能，并通过导热板6传输至导热片4，导热片4同时吸收源自导热板6和太阳能发电层2两方的热能，并传递至加热块5，并供生活上使用；本实施例大大提高了吸热热量的效率。

实施例四：

参阅图13和图14，本实施例在实施例一的基础上，为了防止热能的流失，光电和光热太阳能转换装置，还包括设有保温层7的外壳。

作为进一步改进的方案：光电和光热太阳能转换装置，还包括导热板6；导热板6其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层9；导热板6另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板10；保温层7与导热片4之间设有与导热板6相匹配的插孔71，插孔71开口向上，插孔71的顶部铰接有挡板。导热板6包括收缩状态和伸出状态：

当导热板6处于收缩状态时，导热板6插接在插孔71内，且导热板6设有聚热涂层9的一侧与导热片4贴合，保温板10与保温层7贴合。

当导热板6处于伸出状态时，导热板6上的聚热涂层9和保温板10位于插孔71的外部，挡板8转动至保温板10的下端并支撑起保温板10，且在挡板的挤压下，导热板6与导热片4贴合在一起。

为了防灰在导热板6的顶部设置有盖板，盖板上设有提手，图中未示出。

下面结合工作原理对本实施例做进一步说明：

当导热板6处于伸出状态时，聚热涂层9将太阳能转化成热能，并通过导热板6传输至导热片4，导热片4同时吸收源自导热板6和太阳能发电层2两方的热能，并传递至加热块5，并供生活上使用；本实施例大大提高了吸热热量的效率。

本实施例与实施例二的不同之处在于：实施例二中的导热板在不使用时，是存在外部的；本实施例是存储在插孔71内的。

在上述四个实施例中，实施例一主要以吸收电能为主；实施例二、实施例三和实施例四可以提高吸收热能的效果，根据应用环境的需求不同，而做出相应的选择；对于高电能需求的环境，优选实施例一的方案，并根据实际需求选择太阳能吸收板的数量。对于高热能需求的应用场景，优选实施例二、实施例三和实施例四的方案。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：包括集热块和设置在集热块上的若干个太阳能吸收板；

所述太阳能吸收板，包括从一侧到另一侧依次设置的表面透明隔层、太阳能发电层、绝缘导热层和导热片；所述导热片设有热能输出部；

所述集热块，与导热片上的热能输出部相连，且导热片通过热能输出部将热能传输至集热块。

2.根据权利要求1所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：还包括设置在集热块上的若干个热能吸收板。

3.根据权利要求2所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：所述热能吸收板由导热片和涂覆在导热片上的聚热涂层构成，所述热能吸收板通过导热片上的热能输出部与集热块相连并通过热能输出部将热能传输至集热块。

4.根据权利要求1或3所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：所述导热片的热能输出部为从导热片上延伸出的插板，所述集热块上设有与热能输出部匹配的插槽。

5.根据权利要求4所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：所述导热片为长方形；所述导热片的热能输出部为导热片的一端，所述插槽为U形的弹性卡槽。

6.根据权利要求1所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：所述集热块内设有热传递通道。

7.根据权利要求1所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：所述太阳能发电层为太阳能电池板；所述导热片采用超导热材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：还包括设有保温层的外壳。

9.根据权利要求8所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：还包括导热板；导热板其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层，导热板另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板；保温层与导热片之间设有与导热板下半部相匹配的插孔，插孔开口向上，导热板通过可插拔的方式设置在插孔内。

10.根据权利要求8所述的一种光电和光热太阳能转换装置，其特征在于：还包括导热板；导热板其中一侧的上半部涂覆有聚热涂层；导热板另一侧的上半部设有由保温材料制成的保温板保温层与导热片之间设有与导热板相匹配的插孔，插孔开口向上，插孔的顶部铰接有挡板；

导热板包括收缩状态和伸出状态；

当导热板处于收缩状态时，导热板插接在插孔内，且导热板设有聚热涂层的一侧与导热片贴合，保温板与保温层贴合；

当导热板处于伸出状态时，导热板上的聚热涂层和保温板位于插孔的外部，挡板转动至保温板的下端并支撑起保温板，且在挡板的挤压下，导热板与导热片贴合在一起。

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