PL232342B1 - Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia - Google Patents
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzeniaInfo
- Publication number
- PL232342B1 PL232342B1 PL415168A PL41516815A PL232342B1 PL 232342 B1 PL232342 B1 PL 232342B1 PL 415168 A PL415168 A PL 415168A PL 41516815 A PL41516815 A PL 41516815A PL 232342 B1 PL232342 B1 PL 232342B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- plane
- tank
- photovoltaic panel
- mirrors
- radiator
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 18
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/20—Optical components
- H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia, przeznaczony do pozyskiwania energii elektrycznej i cieplnej z promieniowania słonecznego.
Moduł fotowoltaiczny znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.402953, zawiera rdzeń przeznaczony do transportu światła, warstwę absorbera z barwnikiem luminescencyjnym pełniącą funkcję koncentratora oraz co najmniej jedno ogniwo fotowoltaiczne. Współczynnik załamania światła absorbera jest mniejszy niż współczynnik załamania światła rdzenia, zaś ogniwa fotowoltaiczne zlokalizowane są planarnie na powierzchni modułu.
Układ do obniżania temperatury pracy modułu fotowoltaicznego zintegrowany z wymiennikiem ciepła znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.401913, osadzony jest na ramie montażowej, przy czym pomiędzy powierzchniami styku modułu fotowoltaicznego i wymiennika umieszczona jest warstwa masy termoprzewodzącej, a stabilne połączenie modułu fotowoltaicznego i wymiennika zapewnia spoiwo mocujące wraz z elementami dociskającymi. Obudowa wymiennika zawiera dwie płyty aluminiowe, pomiędzy którymi umieszczona jest płyta aluminiowa, a zewnętrzna płyta aluminiowa jest odizolowana poprzez izolacje cieplną.
Moduł fotowoltaiczny zintegrowany z magazynem ciepła z przemianą fazową znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.401848 przeznaczony jest do obniżania temperatury pracy modułu fotowoltaicznego, na wspólnej ramie. Pomiędzy modułem fotowoltaicznym, a płytą miedzianą, umieszczona jest masa termoprzewodząca, przy czym moduł fotowoltaiczny i magazyn ciepła osadzone są w ramie osadczej i zamocowane w niej poprzez elementy dociskowe. Pomiędzy warstwami styku modułu fotowoltaicznego i magazynu ciepła umieszczona jest warstwa masy termoprzewodzącej.
Hybrydowy system solarny znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.398547, ma moduł fotowoltaiczny osadzony jest pomiędzy płytą szklaną - od góry, a izolacją elektryczną, w postaci cienkiej warstwy przezroczystego silikonu o podwyższonej wytrzymałości termicznej lub plastiku w sprayu - od dołu. Bezpośrednio pod zaizolowaną elektrycznie warstwą modułu fotowoltaicznego umieszczona jest metalowa płyta, do której przylutowane są od dołu kanały z blachy falistej, tworząc meander umożliwiający przepływ czynnika roboczego przez całą powierzchnię urządzenia. System zabezpieczony jest od dołu izolacją termiczną i zamknięty jest w metalowej ramie.
Zintegrowany moduł fotowoltaiczny z kolektorem ciepła słonecznego znany z polskiego opisu patentowego nr PL 203 881, charakteryzuje się tym, że w ramie zamocowana jest pokrywa transparentna oraz płyta metalowa, przy czym w pokrywie transparentnej osadzone są ogniwa fotowoltaiczne, które połączone są ze sobą szeregowo-równolegle, zaś pomiędzy pokrywą transparentną, a płytą metalową utworzona jest komora wodna, która zaopatrzona jest w króciec wlotowy i króciec wylotowy, a na wewnętrznej stronie płyty metalowej ułożona jest płyta adsorpcyjna.
Układ chłodzenia panelu fotowoltaicznego znany jest z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO2011009993. Do chłodzenia panelu fotowoltaicznego, układ ma element absorpcyjny absorbujący ciecz chłodzącą, który jest umieszczony w tylnej części panelu fotowoltaicznego. Element absorpcyjny stanowi część obwodu chłodzącego, w którym chłodzi się ciekły czynnik chłodzący wprowadzany do obszaru elementu absorpcyjnego. Element absorpcyjny umieszczony jest w obudowie, która zapobiega odparowywaniu ciekłego czynnika chłodzącego. Układ chłodzący zawiera rurę, umieszczoną w obszarze elementu absorpcyjnego, przez którą wypływa czynnik chłodzący, która jest połączona z przewodem powrotnym z obwodem chłodzenia. Ponadto układ chłodzący zawiera chłodnicę z radiatorem połączoną przewodem powrotnym ze zbiornikiem płynu chłodzącego, który za pomocą pompy i poprzez rurociąg jest kierowany do dysz do nanoszenia czynnika chłodzącego na element absorpcyjny.
Urządzenie generujące energię elektryczną dla np. budynku znane z francuskiego zgłoszenia patentowego nr FR2932002, stanowi uporządkowane przegrody/komory wyposażone w jednostkę konwersji, przetwarzającą energię wyjściową, w tym element w skali nano wykonany z materiałów lub polimerów nanokrystalicznych lub nanorurek. Urządzenie na wejściu ma warstwę przezroczystą wykonaną z materiału nanokrystalicznego (ciekłokrystalicznego) przeznaczoną do przetwarzania energii promieniowania niewidzialnego za nim jest płaski zbiornik z cieczą fotochromatyczną barwioną na czerwono lub na pomarańczowo do pochłaniania energii promieniowania niewidocznego, w zbiorniku tym mogą być rozproszone cząstki wykonane w nanotechnologii w postaci nanorutenenu pokrytego nanotlenkiem tytanu do rozpraszania promieniowania, następnie jest panel fotowoltaiczny, obszar za panelem fotowoltaicznym składa się z dwóch obszarów: pierwszy do wychwytywania ciepła i drugi do przekazywania
PL 232 342 B1 ciepła wysyłanego do centralnego wymiennika ciepła, w którym zebrana energia cieplna jest przetwarzana na energię postaci elektryczną przez moduł Pelletier'a, lub moduł piezoelektryczny, lub przez silnik Stirlinga. Moduł piezoelektryczny stanowi zbiornik z cieczą, w której rozpuszczone są nanocząstki tlenku cyku. Ponadto urządzenie to jest wyposażone w elektrolizer do uzyskiwania wodoru stanowiącego paliwo ekologiczne. Urządzenie jest również wyposażone w układ do sterowania temperaturą i przepływem ciepła tak, aby zapewnić optymalną pracę całego urządzenia bez narażania go na przegrzanie i zbytnie ochłodzenie.
Istota modułu fotowoltaicznego, według wynalazku polega na tym, że panel fotowoltaiczny umieszczony jest nad pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym, na który od spodu naniesiona jest warstwa izolacji termicznej. Nad panelem fotowoltaicznym jest drugi zbiornik płaszczyznowy, którego płaszczyznowe ścianki wykonane są z przezroczystych płytek, korzystnie szyb. Na zewnętrzną przezroczystą płytę drugiego zbiornika płaszczyznowego naniesiona jest co najmniej jedna wzdłużna soczewka, zaś pomiędzy wewnętrzną przezroczystą płytą drugiego zbiornika płaszczyznowego i panelem fotowoltaicznym usytuowana jest komora powietrza. Górna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego podłączona jest ze zbiornikiem płynu chłodzącego zaopatrzonego w króciec górny oraz wyposażonego w zawór, korzystnie pływakowy. Zbiornik płynu chłodzącego połączony jest chłodnicą z radiatorem dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego, ponadto dolna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego jest wyposażona w króciec dolny.
Korzystnie, chłodnica z radiatorem połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego poprzez zawór elektromagnetyczny.
Korzystnie, chłodnica z radiatorem połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego poprzez ciśnieniowy termostat.
Korzystnie, zbiornik płynu chłodzącego ma kształt prostopadłościanu, którego ścianki ustawione są pod kątem do górnej powierzchni pierwszego zbiornika płaszczyznowego.
Korzystnie, górna część drugiego zbiornika płaszczyznowego pracującego w obiegu zamkniętym, podłączona jest ze zbiornikiem wymiennika ciepła, który rurką obiegu grawitacyjnego poprzez króciec obiegu konwekcyjnego połączony jest z dolną częścią drugiego zbiornika płaszczyznowego.
Korzystnie, wewnątrz zbiornika wymiennika ciepła umieszczona jest rura wymiennika z radiatorem wymiennika ciepła.
Korzystnie, w komorze powietrza wykonane są dwa otwory górny i dolny.
Korzystnie, otwory zaopatrzone są w króćce odprowadzające ogrzane powietrze użytkowe.
Korzystnie, panel fotowoltaiczny umieszczony jest w obudowie w postaci otwartego od góry prostopadłościennego pojemnika do dna, które zamontowane są kolejno warstwa izolacji termicznej, pierwszy zbiornik płaszczyznowy, panel fotowoltaiczny, komora powietrza, drugi zbiornik płaszczyznowy i uszczelka, korzystnie silikonowa umieszczona wzdłuż obwodu obudowy.
Korzystnie, wzdłuż panelu fotowoltaicznego, zamocowane są równoległe względem siebie, co najmniej dwa zwierciadła, których powierzchnie lustrzane usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego.
Korzystnie, zwierciadła osadzone są na prętach połączonych z obudową.
Korzystnie, zwierciadła osadzone są na ramkach połączonych z obudową.
Korzystnie, odległość pomiędzy zwierciadłami jest równa ich wysokości oraz wysokość na jakiej usytuowane są dolne krawędzie zwierciadeł od panelu fotowoltaicznego, jest równa ich wysokości.
Korzystnie, zwierciadła stanowią przestrzenny układ zwierciadeł rozmieszczonych wokół panelu fotowoltaicznego, przy czym wzdłuż każdego boku panelu fotowoltaicznego umieszczone są cztery zwierciadła ustawione względem siebie pod kątem, których przekrój przypomina trapez tylko z górną podstawą i dwoma ramionami, zaś w widoku z góry przestrzenny układ zwierciadeł stanowi prostokątny szlif schodkowy z czterema uciosami w każdym narożu.
Korzystnie, pomiędzy pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym i komorą powietrza umieszczony jest panel fotowoltaiczny, którego ogniwa zestawione są w harmonijkę, ponadto do obudowy przytwierdzony jest przestrzenny układ zwierciadeł zamknięty od góry przezroczystą pokrywą, zaś powierzchnie lustrzane układu zwierciadeł usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego.
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia, według wynalazku, osadzony w obudowie charakteryzuje się trwałym i stabilnym połączeniem panelu fotowoltaicznego ze zbiornikami płaszczyznowymi, przez które przepływa medium chłodnicze. Moduł pozwala na niezależne pozyskanie trzech energii w postaci energii elektrycznej, podgrzanego powietrza oraz podgrzanej cieczy. Zastosowanie soczewek i zwierciadeł pozwala na skondensowanie i zagęszczenie energii słonecznej na panelu fotowoltaicznym,
PL 232 342 B1 znacznie zwiększa ich sprawność elektryczną oraz możliwość pozyskiwania energii cieplnej w postaci ciepłej wody użytkowej oraz ciepłego powietrza, które służy do ogrzewania pomieszczeń w okresach przejściowych. Sprawność panelu fotowoltaicznego w wytwarzaniu energii elektrycznej wzrasta ponad czterokrotnie, poprzez zastosowanie soczewek, zwierciadeł oraz panelu fotowoltaicznego z ogniwami zestawionymi w harmonijkę, które zwiększają zagęszczenie promieniowania słonecznego. Można zwiększyć przez stosowanie zwierciadeł i soczewek do ponad 15-krotne. Takie zagęszczenie promieniowania słonecznego daje wysoką temperaturę, którą można zamienić za energię elektryczną za pomocą turbiny napędzającej generator elektryczny, przy czym turbina jest napędzana za pomocą zestawu przezroczystych zbiorników z przezroczystymi ośrodkami, ułożonych na przezmian zbiorników z cieczą i zbiorników z powietrzem, które załamują promieniowanie słoneczne, co wywołuje ruch cieczy i gazu. Pierwszy zbiornik płaszczyznowy połączony z chłodnicą z radiatorem zabezpiecza panel fotowoltaiczny samoczynnie przed przegrzaniem. Moduł może być instalowany pionowo na ścianach budynków, co zarówno zwiększa ich sprawność szczególnie w okresach zimowych przy niskim położeniu słońca oraz pozwala wykorzystać promieniowanie słoneczne odbite od śniegu, jak również służy jako ocieplenie budynku. Nie ma potrzeby odgarniania śniegu w okresie zimowym, ponieważ moduł podgrzany jest drugim zbiornikiem płaszczyznowym, który powoduje topnienie śniegu. Kompaktowy moduł fotowoltaiczny jest urządzeniem mobilnym i można go instalować na półkach do ścian budynków, balkonach oraz tarasach, gdyż zajmuje mało miejsca oraz ma kształt aerodynamiczny.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny modułu fotowoltaicznego z układem chłodzenia, fig. 2 - przekrój wzdłużny modułu fotowoltaicznego z rurą obiegu grawitacyjnego, fig. 3 - moduł fotowoltaiczny w widoku z przodu, fig. 4 - moduł fotowoltaiczny w widoku aksonometrycznym z przodu, fig. 5 - moduł fotowoltaiczny w widoku aksonometrycznym z tyłu, fig. 6 - moduł fotowoltaiczny wyposażony w dwa zwierciadła, fig. 7 - moduł fotowoltaiczny wyposażony w dziesięć zwierciadeł, fig. 8 - kompaktowy moduł fotowoltaiczny w widoku z przodu, a fig. 9 - przekrój poprzeczny kompaktowego modułu fotowoltaicznego.
P r z y k ł a d 1
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia ma panel fotowoltaiczny 3 umieszony w obudowie 1. Obudowę 1 stanowi wykonany z metalowej blachy, otwarty od góry prostopadłościenny pojemnik, do dna które zamontowane są kolejno warstwa izolacji termicznej 5, pierwszy zbiornik płaszczyznowy 4, panel fotowoltaiczny 3, komora powietrza 14, drugi zbiornik płaszczyznowy 8 i uszczelka 6 silikonowa umieszczona wzdłuż obwodu obudowy 1. Panel fotowoltaiczny 3 umieszony jest nad pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym 4, na który od spodu naniesiona jest warstwa izolacji termicznej 5 z wełny mineralnej, natomiast nad panelem fotowoltaicznym 3 drugi zbiornik płaszczyznowy 8, którego płaszczyznowe ścianki wykonane są ze szklanych przezroczystych płyt 2, a na zewnętrzną przezroczystą płytę 2 drugiego zbiornika płaszczyznowego 8 naniesione są wzdłużne soczewki 9 zwiększające znacznie sprawność optyczną oraz przedłużające z 5-pięciu do 8-ośmiu godzin czas operacji światła słonecznego. Górna część drugiego zbiornika płaszczyznowego 8 pracującego w obiegu zamkniętym, podłączona jest ze zbiornikiem wymiennika ciepła 16, który rurką obiegu grawitacyjnego 20 poprzez króciec obiegu konwekcyjnego 21 połączony jest z dolną częścią drugiego zbiornika płaszczyznowego 8. Pomiędzy wewnętrzną przezroczystą płytą 2 drugiego zbiornika płaszczyznowego 8 i panelem fotowoltaicznym 3 usytuowana jest komora powietrza 14, w której wykonane są dwa otwory 13 górny i dolny zaopatrzone są w króćce odprowadzające ogrzane powietrze użytkowe mogące służyć w okresach przejściowych wiosenno-jesiennych do ogrzewania mieszkań. Górna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4 podłączona jest ze zbiornikiem płynu chłodzącego 11 zaopatrzonego w króciec górny 7 oraz wyposażonego w zawór 15 pływakowy, natomiast zbiornik płynu chłodzącego 11 połączony jest chłodnicą z radiatorem 12 z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4. Dolna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4 jest wyposażona w króciec dolny 18. Chłodnica z radiatorem 12 połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4 poprzez zawór elektromagnetyczny 23. Zbiornik płynu chłodzącego 11 ma kształt prostopadłościanu, którego ścianki ustawione są pod kątem do górnej powierzchni pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4.
P r z y k ł a d 2
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że chłodnicą z radiatorem 12 połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego 4 poprzez termostat, wewnątrz zbiornika wymiennika ciepła 16 umieszczona jest rura wymiennika 19 z raPL 232 342 B1 diatorem wymiennik ciepła 17. Ponadto pomiędzy obudową 1 i warstwą izolacji termicznej 5 umieszczona jest folia aluminiowa 10. Obudowa 1 wykonana jest z tworzywa sztucznego, a w miejsce włączenia zaworu elektromagnetycznego 23 jest włączony ciśnieniowy termostat.
P r z y k ł a d 3
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że wzdłuż panelu fotowoltaicznego 3, zamocowane są równoległe względem siebie, dwa zwierciadła 22, których powierzchnie lustrzane usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego 3, Zwierciadła 22 osadzone są na prętach połączonych z obudową 1. Obudowa 1 wykonana jest z włókna szklanego.
P r z y k ł a d 4
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia wykonany jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że wzdłuż panelu fotowoltaicznego 3, zamocowanych jest równoległe względem siebie, dziesięć zwierciadeł 22, przy czym odległości pomiędzy zwierciadłami 22 jest równa ich wysokości oraz wysokość na jakiej usytuowane są dolne krawędzie zwierciadeł 22 od panelu fotowoltaicznego 3, jest równa ich wysokości. Zwierciadła 22 osadzone są w ramkach połączonych z obudową 1. Zastosowanie zwierciadeł 22 z powierzchniami refleksyjnymi pozwala na skondensowanie i zagęszczenie energii słonecznej, kiedy nasłonecznienie jest stosunkowo słabe, a promienie słoneczne padają na panel fotowoltaiczny 3 pod dużym kątem, a nie mają znaczenia w południe przy niemal prostopadłym kącie padania promieni słonecznych.
P r z y k ł a d 5
Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że jest kompaktowym, mobilnym modułem fotowoltaicznym, który pomiędzy pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym 4 i komorą powietrza 14 umieszczony jest panel fotowoltaiczny 3, którego ogniwa zestawione są w harmonijkę. Do obudowy przytwierdzony jest przestrzenny układ zwierciadeł 25 zamknięty od góry przezroczystą pokrywą 24, zaś powierzchnie lustrzane układu zwierciadeł 25 usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego 3. Przestrzenny układ zwierciadeł 25 ma zwierciadła 25 rozmieszczone wokół panelu fotowoltaicznego 3, przy czym wzdłuż każdego boku panelu fotowoltaicznego 3 umieszczone są cztery zwierciadła 25 ustawione względem siebie pod kątem, których przekrój przypomina trapez tylko z górną podstawą i dwoma ramionami, zaś widoku z góry przestrzenny układ zwierciadeł 25 stanowi prostokątny szlif schodkowy z czterema uciosami w każdym narożu. Rozwiązanie to stanowi konstrukcję podążającą za położeniem słońca z przestrzennym usytuowaniu zwierciadeł 22 z powierzchni refleksyjnych, które charakteryzuje się wysokim zagęszczeniem światła słonecznego średnio około czterokrotnie.
Pierwszy zbiornik płaszczyznowy 4 osadzony od tyłu panelu fotowoltaicznego 3, pracuje w obiegu otwartym i jest napełniany ze zbiornika na ciecz niezamarzającą 11, przez zawór pływakowy 15, cieczą chłodzącą, która zapewnia dobry odbiór ciepła. Ciecz chłodząca grawitacyjnie z góry do dołu, przy czym spływ cieczy jest szybki lub powolny w zależności od zachmurzenia i temperatury powietrza. Wysoka temperatura płynu chłodzącego może być wykorzystana do podgrzania wody użytkowej. Ponadto skondensowanie i zagęszczenie energii słonecznej poprzez soczewki 9, przedłuża czas operacji słonecznej z pięciu do ośmiu godzin. Sterowanie obiegiem płynu chłodzącego jest typowe dla kolektorów energii cieplnej. Komora powietrza 14, w której brak jest ruchu powietrza działa jak wymiennik ciepła, zapewnia przewodzenie ciepła od panelu fotowoltaicznego 3 do drugiego zbiornika płaszczyznowego 8 wypełnionego alkoholem ze szklanymi ściankami. Natomiast jeżeli odbierzemy ciepło z góry do dołu od panelu fotowoltaicznego 3 pierwszym płaszczyznowym zbiornikiem 4, to komora powietrza z dołu do góry 14 zapewni nam dobry przewiew i chłodzenie panelu fotowoltaicznego 3 powietrzem. Ponadto w drugim płaszczyznowym zbiorniku 9 odbierane jest promieniowanie cieplne i ultrafioletowe słońca.
Zastosowanie zwierciadeł 22 podwaja energie słoneczną między wschodem i zachodem, kiedy nasłonecznienie jest stosunkowo słabe. Cztery zwierciadła z układu zwierciadeł 25 ustawione są względem siebie pod kątem, których przekrój przypomina trapez tylko z górną podstawą i dwoma ramionami, zaś widoku z góry przestrzenny układ zwierciadeł 25 stanowi prostokątny szlif schodkowy z czterema uciosami w każdym narożu jest wysokie zagęszczenie światła słonecznego średnio około czterokrotnie. Pierwszy zbiornik płaszczyznowy 4 z rurą obiegu konwekcyjnego z radiatorem 12, folia aluminiowa 10 i warstwa izolacji termicznej 5 od tyłu panelu fotowoltaicznego 3 oraz komora powietrza 14, drugi zbiornik płaszczyznowy 8 wraz soczewkami 9 od przodu panelu fotowoltaicznego 3, zapewniają zmniejszone do minimum przewodzenie cieplne do otoczenia, niezależnie do pory roku, jednocześnie cały ten układ odbioru ciepła, zabezpiecza panel fotowoltaiczny 3 przed przegrzaniem.
Claims (15)
- Zastrzeżenia patentowe1. Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia zwierający panel fotowoltaiczny w obudowie umieszczony pomiędzy dwoma zbiornikami płaszczyznowymi i układ chłodzenia wyposażony w chłodnicę z radiatorem połączoną przewodem powrotnym ze zbiornikiem płynu chłodzącego oraz wymiennik ciepła, znamienny tym, że panel fotowoltaiczny (3) umieszczony jest nad pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym (4), na który od spodu naniesiona jest warstwa izolacji termicznej (5), natomiast nad panelem fotowoltaicznym (3) jest drugi zbiornik płaszczyznowy (8), którego płaszczyznowe ścianki wykonane są z przezroczystych płyt (2) korzystnie szyb, a na zewnętrzną przezroczystą płytę (2) drugiego zbiornika płaszczyznowego (8) naniesiona jest co najmniej jedna wzdłużna soczewka (9), zaś pomiędzy wewnętrzną przezroczystą płytą (2) drugiego zbiornika płaszczyznowego (8) i panelem fotowoltaicznym (3) usytuowana jest komora powietrza (14), przy czym górna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4) podłączona jest ze zbiornikiem płynu chłodzącego (11) zaopatrzonego w króciec górny (7) oraz wyposażonego w zawór (15), korzystnie pływakowy, natomiast zbiornik płynu chłodzącego (11) połączony jest chłodnicą z radiatorem (12) z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4), ponadto dolna część pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4) jest wyposażona w króciec dolny (18).
- 2. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodnica z radiatorem (12) połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4) poprzez zawór elektromagnetyczny (23).
- 3. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodnica z radiatorem (12) połączona jest z dolną częścią pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4) poprzez ciśnieniowy termostat.
- 4. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik płynu chłodzącego (11) ma kształt prostopadłościanu, którego ścianki ustawione są pod kątem do górnej powierzchni pierwszego zbiornika płaszczyznowego (4).
- 5. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część drugiego zbiornika płaszczyznowego (8) pracującego w obiegu zamkniętym, podłączona jest ze zbiornikiem wymiennika ciepła (16), który rurką obiegu grawitacyjnego (20) poprzez króciec obiegu konwekcyjnego (21) połączony jest z dolną częścią drugiego zbiornika płaszczyznowego (8).
- 6. Moduł, według zastrz. 5, znamienny tym, że wewnątrz zbiornika wymiennika ciepła (16) umieszczona jest rura wymiennika (19) z radiatorem wymiennika ciepła (17).
- 7. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że w komorze powietrza (14) wykonane są dwa otwory (13) górny i dolny.
- 8. Moduł, według zastrz. 8, znamienny tym, że otwory (13) zaopatrzone są w króćce odprowadzające ogrzane powietrze użytkowe.
- 9. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że panel fotowoltaiczny (3) umieszczony jest w obudowie (1) w postaci otwartego od góry prostopadłościennego pojemnika, do dna które zamontowane są kolejno warstwa izolacji termicznej (5), pierwszy zbiornik płaszczyznowy (4), panel fotowoltaiczny (3), komora powietrza (14), drugi zbiornik płaszczyznowy (8) i uszczelka (6), korzystnie silikonowa umieszczona wzdłuż obwodu obudowy (1).
- 10. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że wzdłuż panelu fotowoltaicznego (3), zamocowane są równoległe względem siebie, co najmniej dwa zwierciadła (22), których powierzchnie lustrzane usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego (3).
- 11. Moduł, według zastrz. 10, znamienny tym, że zwierciadła (22) osadzone są na prętach połączonych z obudową (1).
- 12. Moduł, według zastrz. 11, znamienny tym, że zwierciadła (22) osadzone są na ramkach połączonych z obudową (1).
- 13. Moduł, według zastrz. 11, znamienny tym, że odległość pomiędzy zwierciadłami (22) jest równa ich wysokości oraz wysokość na jakiej usytuowane są dolne krawędzie zwierciadeł (22) od panelu fotowoltaicznego (3), jest równa ich wysokości.
- 14. Moduł, według zastrz. 11, znamienny tym, że zwierciadła (25) stanowią przestrzenny układ zwierciadeł (25) rozmieszczonych wokół panelu fotowoltaicznego (3), przy czym wzdłuż każdego boku panelu fotowoltaicznego (3) umieszczone są cztery zwierciadła (25) ustawione względem siebie pod kątem, których przekrój przypomina trapez tylko z górną podstawą i dwoma w ramionami, zaś w widoku z góry przestrzenny układ zwierciadeł (25) stanowi prostokątny szlif schodkowy z czterema uciosami w każdym narożu.PL 232 342 Β1
- 15. Moduł, według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy pierwszym zbiornikiem płaszczyznowym (4) i komorą powietrza (14) umieszczony jest panel fotowoltaiczny (3), którego ogniwa zestawione są w harmonijkę, ponadto do obudowy przytwierdzony jest przestrzenny układ zwierciadeł (25) zamknięty od góry przezroczystą pokrywą (24), zaś powierzchnie lustrzane układu zwierciadeł (25) usytuowane są od strony panelu fotowoltaicznego (3).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL415168A PL232342B1 (pl) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia |
PCT/PL2016/000143 WO2017099615A1 (en) | 2015-12-07 | 2016-12-05 | The photovoltaic module with a cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL415168A PL232342B1 (pl) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL415168A1 PL415168A1 (pl) | 2017-06-19 |
PL232342B1 true PL232342B1 (pl) | 2019-06-28 |
Family
ID=57890878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL415168A PL232342B1 (pl) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL232342B1 (pl) |
WO (1) | WO2017099615A1 (pl) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3809591A1 (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-21 | Endef Engineering, S.L. | Solar collector panel and solar collector panels system |
CN111306814B (zh) * | 2020-03-31 | 2024-06-11 | 西南交通大学 | 多功能双冷冷凝器热管光伏光热系统及方法 |
CN118017089A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 山东迪宝新能源科技股份有限公司 | 一种集成式液冷铝合金储能电池箱 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2341106A1 (fr) * | 1976-02-12 | 1977-09-09 | Perrot Gabriel | Capteurs-convertisseurs de l'energie solaire en energie thermique et electrique |
US4446853A (en) * | 1977-06-06 | 1984-05-08 | Adcock Thomas P | Solar collector panel |
PL203881B1 (pl) | 2002-02-04 | 2009-11-30 | Politechnika Gdanska | Zintegrowany moduł fotowoltaiczny z kolektorem ciepła słonecznego |
FR2932002A1 (fr) * | 2008-06-02 | 2009-12-04 | Alex Hr Roustaei | Systeme optimise de production d'energie solaire avec double chambre de capture muni de cellules photovoltaiques et de compartiment de capture et d'echange thermique a base des nano particules |
WO2011009993A1 (es) | 2009-07-24 | 2011-01-27 | Pedro Jimenez Del Amo | Dispositivo refrigerador de panel fotovoltaico |
PL398547A1 (pl) | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Centrum Badan I Innowacji Pro-Akademia | Hybrydowy system solarny |
PL401848A1 (pl) | 2012-12-03 | 2014-06-09 | Instytut Maszyn Przepływowych Im. Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk | Moduł fotowoltaiczny zintegrowany z magazynem ciepła z przemianą fazową |
PL401913A1 (pl) | 2012-12-06 | 2014-06-09 | Instytut Maszyn Przepływowych PAN | Układ do obniżania temperatury pracy modułu fotowoltaicznego zintegrowany z wymiennikiem ciepła |
PL402953A1 (pl) | 2013-02-28 | 2014-09-01 | Helioenergia Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Moduł fotowoltaiczny |
-
2015
- 2015-12-07 PL PL415168A patent/PL232342B1/pl unknown
-
2016
- 2016-12-05 WO PCT/PL2016/000143 patent/WO2017099615A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017099615A1 (en) | 2017-06-15 |
PL415168A1 (pl) | 2017-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sato et al. | Review of photovoltaic module cooling methods and performance evaluation of the radiative cooling method | |
Gorjian et al. | A review on recent advancements in performance enhancement techniques for low-temperature solar collectors | |
Hussain et al. | Advances in solar thermal harvesting technology based on surface solar absorption collectors: A review | |
Elbreki et al. | Towards adopting passive heat dissipation approaches for temperature regulation of PV module as a sustainable solution | |
Dobriyal et al. | A brief review on solar flat plate collector by incorporating the effect of nanofluid | |
Avezov et al. | A review on photovoltaic-thermal (PV-T) air and water collectors | |
WO2013164557A2 (en) | Solar receiver with graphene foam thermal conduction core | |
CN103178146A (zh) | 太阳能电池模块 | |
Ghazy et al. | Cooling technologies for enhancing photovoltaic–thermal (PVT) performance: a state of the art | |
JP2009264670A (ja) | 太陽熱集熱器および太陽熱集熱システム | |
PL232342B1 (pl) | Moduł fotowoltaiczny z układem chłodzenia | |
WO2012107605A1 (es) | Elemento, y panel de captación y concentración de la radiación solar directa | |
Ratismith et al. | A non‐tracking semi‐circular trough solar concentrator | |
Velmurugan et al. | Performance study of a dual-function thermosyphon solar heating system | |
JP2004317117A (ja) | 太陽光発電機能を有する太陽熱集熱器 | |
JP2010062519A (ja) | 太陽光発電装置および太陽光発電方法 | |
AU2011100458A4 (en) | A solar air heating system with a heat storage | |
Nižetić | Thermal management of silicon photovoltaic panels: a review | |
KR102055002B1 (ko) | 태양열 흡수 패널 | |
US20090126718A1 (en) | Method and device for utilizing solar energy | |
KR101001733B1 (ko) | 태양열 집열유니트 | |
Naeini | A novel zero-discharge desalination system with two state-of-the-art solar collectors for fresh water production and brine management powered by solar energy | |
KR20150029776A (ko) | 태양광 및 열흡수부를 이용한 태양에너지 발생장치 | |
CN210425596U (zh) | 一种太阳能光伏光热集热装置及热电联产系统 | |
KR20120022328A (ko) | 태양열온수장치 |