CN218379975U - 一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，属于太阳能光伏光热技术领域，包括光伏组件本体，光伏组件本体一侧固定有连接腔，连接腔内填充有冷却液，连接腔内设置有贴合光伏组件本体设置的散热背板；还包括蒸发吸热装置，蒸发吸热装置包括通过连接管路依次连通成回路的压缩机、冷凝器、节流阀和设置在连接腔内的盘管，冷凝器连通有出口管和入口管，入口管与待加热的水源连接；连接腔接有冷却液出口管和入口管，入口管与水泵相连，并且连接腔冷却液出口管和入口管接外部水源。本实用新型能够实现光伏组件热量快速高效的导出，有效降低了光伏组件工作时的表面温度。

Description

一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，属于太阳能光伏光热技术领域。

背景技术

太阳能资源是一种取之不尽用之不竭的新型可再生能源，面对化石燃料资源日益枯竭、环境污染严重的现状，太阳能等可再生能源是化石燃料的有效替代者。为了实现可持续发展，同时也为了积极推进“双碳”经济的建设，大规模光伏发电已经成为主要的发展前景之一。

光伏组件在工作过程中，环境温度以及太阳能光伏组件自身的温度对发电效率有显著影响，晶体硅类太阳能电池对温度上升的耐受性较差，温度每上升约1K，输出功率就会下降0.45％，特别是在夏季长时间照射下太阳能光伏组件本身温度上升较快，光电转换效率急剧下降。

目前已有的光伏组件表面降温的方法有采用通风、机械制冷等主动降温方法来降低光伏组件表面温度，但是其存在的缺点是降温效率较低，无法完全及时地将光伏组件的热量导出，进而导致了光伏组件的光电转换效率下降明显，因此急需进行改进。

实用新型内容

为了克服现有的光伏组件表面降温的方法降温效率低、降温效果有限等的缺点，本实用新型设计了一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，其能够实现光伏组件热量快速高效的导出，有效降低了光伏组件工作时的表面温度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，包括光伏组件本体，光伏组件本体一侧固定有连接腔，连接腔内填充有冷却液，连接腔内设置有贴合光伏组件本体设置的散热背板；还包括蒸发吸热装置，蒸发吸热装置包括通过连接管路依次连通成回路的压缩机、冷凝器、节流阀和设置在连接腔内的盘管，盘管内设置有液态制冷剂，冷凝器连通有出口管和入口管，入口管外接冷却水源。

进一步地，还包括水循环回路，水循环回路包括与连接腔分别连通的进水管路和出水管路，进水管路和出水管路之间还连通有循环管路，循环管路上设置有阀门一，进水管路上设置有水泵和阀门二，出水管路上设置有阀门三。

进一步地，散热背板远离光伏组件本体的一面沿长度方向设置有若干凸起的肋片。

进一步地，盘管呈蛇形结构布置。

进一步地，盘管上设置有若干翅片。

与现有技术相比本实用新型有以下特点和有益效果：

本实用新型通过设置带翅片的盘管，并通过中间循环水介质，使热量从光伏组件本体上固定的散热背板通过强制对流的方式传递给水，再通过水把热量传递给盘管，实现光伏组件本体热量的快速高效导出，有效降低光伏组件本体工作时的表面温度，同时，在夜间等太阳辐射强度弱的时段，可利用外界水源作为盘管的低温热源，确保热泵系统可独立运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中附图标记为：1、光伏组件本体；2、蒸发吸热装置；201、散热背板；202、盘管；203、节流阀；204、翅片；205、压缩机；207、出口管；208、入口管；209、冷凝器；3、水循环回路；301、循环管路；302、进水管路；303、出水管路；304、水泵；4、连接腔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行更详细的描述。

如图1所示，本实施例的基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，如图1所示，包括光伏组件本体1，光伏组件本体1一侧固定有连接腔4，连接腔4内填充有冷却液，连接腔4内设置有贴合光伏组件本体1设置的散热背板201；还包括蒸发吸热装置2，蒸发吸热装置2包括通过连接管路依次连通成回路的压缩机205、冷凝器209、节流阀203和设置在连接腔4内的盘管202，盘管202内设置有液态制冷剂，冷凝器209连通有出口管207和入口管208，入口管208外接冷却水源。

进一步地，还包括水循环回路3，水循环回路3包括与连接腔4分别连通的进水管路302和出水管路303，进水管路302和出水管路303之间还连通有循环管路301，循环管路301上设置有阀门一，进水管路302上设置有水泵304和阀门二，出水管路303上设置有阀门三，循环管路301与进水管路302的连接点设置在水泵304和阀门二之间，循环管路301与进水管路302的连接点设置在阀门三的上游位置。

进一步地，散热背板201远离光伏组件本体1的一面沿长度方向设置有若干凸起的肋片，增加与循环水的接触面积，提高散热效率。

进一步地，盘管202呈蛇形结构布置，增加散热面积，提高散热效率。

进一步地，盘管202上设置有若干翅片204，增加与循环水的接触面积，提高散热效率。

本实用新型的工作原理：工作时，太阳辐射能部分转化为电能输出，部分转化为热能并通过光伏组件本体1上固定的散热背板201把热量强制对流传递给连接腔4内的循环水，降低光伏组件本体1表面的温度，进而提高光电转化的效率，同时带翅片204的盘管202通过强制对流传热的方式对循环水进行吸热，同时该系统在夜间等太阳辐射低的时间段，可利用水循环回路3将外界的水源作为蒸发吸热装置2的热源，确保蒸发吸热装置2连续运行；

工作状态一：太阳能光伏组件本体1运行时，太阳辐射能部分转化为电能输出，部分转化为热能通过光伏组件本体1上固定的散热背板201把热量强制对流传递给循环水(此时阀门一开启，阀门二和阀门三关闭，水泵304运行)，降低光伏组件本体1表面的温度，提高光电转化效率，同时蒸发吸热装置2工作，使带翅片204的盘管202通过强制对流传热方式从循环水吸热，使盘管202内的液态制冷剂从循环水吸热蒸发，蒸发后的气态制冷剂被压缩机205压缩为高温高压的气体到冷凝器209内冷凝换热，变为高压液态制冷剂，通过节流阀203又变为低温低压气液混合的制冷剂，重新回到盘管202内，完成一个热泵循环。

工作状态二：太阳能光伏组件本体1停止运行(夜间时段)，水循环回路3，使盘管202通过强制对流传热方式从循环水吸热(阀门一关闭，阀门二和阀门三开启，水泵304运行)，使盘管202内的液态制冷剂从循环水吸热蒸发，蒸发后的气态制冷剂被压缩机205压缩为高温高压的气体到冷凝器209冷凝换热，变为高压液态制冷剂，通过节流阀203又变为低温低压气液混合的制冷剂，回到盘管202内，完成一个热泵循环。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，包括光伏组件本体(1)，其特征在于：光伏组件本体(1)一侧固定有连接腔(4)，连接腔(4)内填充有冷却液，连接腔(4)内设置有贴合光伏组件本体(1)设置的散热背板(201)；还包括蒸发吸热装置(2)，蒸发吸热装置(2)包括通过连接管路依次连通成回路的压缩机(205)、冷凝器(209)、节流阀(203)和设置在连接腔(4)内的盘管(202)，盘管(202)内设置有液态制冷剂，冷凝器(209)连通有出口管(207)和入口管(208)，入口管(208)外接冷却水源。

2.根据权利要求1所述的一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，其特征在于：还包括水循环回路(3)，水循环回路(3)包括与连接腔(4)分别连通的进水管路(302)和出水管路(303)，进水管路(302)和出水管路(303)之间还连通有循环管路(301)，循环管路(301)上设置有阀门一，进水管路(302)上设置有水泵(304)和阀门二，出水管路(303)上设置有阀门三。

3.根据权利要求1所述的一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，其特征在于：散热背板(201)远离光伏组件本体(1)的一面沿长度方向设置有若干凸起的肋片。

4.根据权利要求1所述的一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，其特征在于：盘管(202)呈蛇形结构布置。

5.根据权利要求4所述的一种基于高效光伏光热一体组件的热电耦合系统，其特征在于：盘管(202)上设置有若干翅片(204)。

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