RU188073U1 - Thermophotoelectric planar roofing panel - Google Patents

Thermophotoelectric planar roofing panel Download PDF

Info

Publication number
RU188073U1
RU188073U1 RU2018133434U RU2018133434U RU188073U1 RU 188073 U1 RU188073 U1 RU 188073U1 RU 2018133434 U RU2018133434 U RU 2018133434U RU 2018133434 U RU2018133434 U RU 2018133434U RU 188073 U1 RU188073 U1 RU 188073U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
insulating
housing
layer
radiator
Prior art date
Application number
RU2018133434U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Панченко
Original Assignee
ФГБНУ "Федеральный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
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 ФГБНУ "Федеральный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical ФГБНУ "Федеральный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2018133434U priority Critical patent/RU188073U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU188073U1 publication Critical patent/RU188073U1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage; Sky-lights
    • 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
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
    • 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
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/24—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures specially adapted for flat roofs
    • 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
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • 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

Abstract

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может использоваться для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения. Теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель включает корпус, фотоэлектрические преобразователи с токосъемными дорожками, герметизирующим компонентом в виде полисилоксанового двухкомпонентного компаунда, двухслойный теплоизоляционный защитный элемент со стеклом, радиатор охлаждения и жидкий теплоноситель. Новым является то, что корпус изготовлен из полимерного материала и установлен с зазором с радиатором. Корпус снабжен гидравлическими штуцерами и электрическими штекерами. Теплоноситель – газообразный, защитный элемент размещен с лучевоспринимающей стороны панели и выполнен герметичным двухслойным теплоизоляционным, в виде стекла, теплоизоляционной газовой прослойки и прозрачной пленки. Герметичная полость корпуса заполнена теплоизоляционной газовой прослойкой или твердым теплоизоляционным материалом. 3 ил.The utility model relates to agriculture and can be used for energy supply of agricultural and individual facilities. The thermophotoelectric planar roofing panel includes a housing, photoelectric converters with current collector paths, a sealing component in the form of a polysiloxane two-component compound, a two-layer heat-insulating protective element with glass, a cooling radiator and a liquid coolant. New is that the case is made of polymeric material and installed with a gap with a radiator. The housing is equipped with hydraulic fittings and electrical plugs. The heat carrier is a gaseous, protective element placed on the beam-receiving side of the panel and is sealed with a two-layer heat-insulating, in the form of glass, a heat-insulating gas layer and a transparent film. The pressurized body cavity is filled with a heat-insulating gas layer or solid heat-insulating material. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может использоваться для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения.The utility model relates to agriculture and can be used for energy supply of agricultural and individual facilities.

Известна кровельная панель с солнечным модулем, включающая несущее основание в виде криволинейной поверхности с размещенным на нем солнечным модулем на базе фотоэлектрических преобразователей с кабелем токосъема. Солнечный модуль размещен на утопленном относительно верхней поверхности основании на глубину до 20 мм и защищен до верхней поверхности основания герметизирующей отверждающей композицией с уровнем пропускания светового излучения не менее 30% в диапазоне работы фотоэлектрических преобразователей (Патент РФ на изобретение №2194827, МПК E04D 13/18, 2002 г).A known roofing panel with a solar module, including a bearing base in the form of a curved surface with a solar module placed on it based on photoelectric converters with a current collection cable. The solar module is placed on a base recessed relative to the upper surface to a depth of 20 mm and is protected to the upper surface of the base with a sealing curing composition with a transmittance of light radiation of at least 30% in the range of operation of photoelectric converters (RF Patent for the invention No. 2194827, IPC E04D 13/18 , 2002).

Недостатками известной кровельной панели с солнечным модулем является невозможность использования тепловой энергии, большая материалоемкость в виду использования кровельного материала под солнечным модулем.The disadvantages of the known roofing panel with a solar module is the inability to use thermal energy, high material consumption due to the use of roofing material under the solar module.

Известна кровельная солнечная панель фирмы "HEDA Solar" (Китайская народная республика, www.hedasolar.com), содержащая встроенные солнечные модули из скоммутированных фотоэлектрических кремниевых преобразователей в виде псевдоквадратов с размерами 156×156 мм или 125×125 мм. В зависимости от модели черепицы количество фотоэлектрических преобразователей варьируется от двух до восьми штук, напряжение холостого хода составляет от 1 до 8 В, а мощность от 8 до 25 Вт. Кровельная солнечная панель имеет защитное покрытие из закаленного A known HEDA Solar roofing solar panel (People's Republic of China, www.hedasolar.com) is known, which contains integrated solar modules from commutated silicon photovoltaic converters in the form of pseudo-squares with dimensions of 156 × 156 mm or 125 × 125 mm. Depending on the tile model, the number of photoelectric converters varies from two to eight pieces, the open circuit voltage is from 1 to 8 V, and the power is from 8 to 25 W. The roofing solar panel has a protective coating of hardened

стекла, а при изготовлении солнечных модулей используется процесс ламинирования с этиленвинилацетатными пленками.glass, and in the manufacture of solar modules, a lamination process with ethylene vinyl acetate films is used.

Недостатком известной кровельной солнечной панели является низкая электрическая эффективность фотоэлектрических кремниевых преобразователей при нагреве в естественном солнечном освещении, снижение выработки после 10-15 лет эксплуатации, необходимость установки дополнительного солнечного модуля для горячего водоснабжения и отопления зданий при автономном энергоснабжении.A disadvantage of the known roofing solar panel is the low electrical efficiency of photovoltaic silicon converters when heated in natural sunlight, reduced production after 10-15 years of operation, the need to install an additional solar module for hot water and heating of buildings with autonomous power supply.

Известен солнечный коллектор, используемый как элемент кровли крыши здания и служащий для нагрева теплоносителя (Патент РФ №2183801, МПК F24J 2/04, МПК F24J 2/22, 2002 г.). Солнечный коллектор состоит из корпуса и тепловоспринимающего элемента - металлического листа с развитой поверхностью, обращенной к теплоносителю. На корпусе имеются крепления для соединения коллекторов между собой и для крепления их к каркасу крыши. В составе солнечного коллектора используется устройство, тепловоспринимающий элемент которого занимает почти весь объем теплообменника, однако тепловоспринимающий элемент (трубы) занимает только часть поверхности крыши.A known solar collector used as an element of the roof of the building roof and used to heat the coolant (RF Patent No. 2183801, IPC F24J 2/04, IPC F24J 2/22, 2002). The solar collector consists of a body and a heat-receiving element - a metal sheet with a developed surface facing the coolant. On the body there are mounts for connecting the collectors to each other and for mounting them to the roof frame. As part of the solar collector, a device is used whose heat-sensing element occupies almost the entire volume of the heat exchanger, however, the heat-sensing element (pipes) occupies only part of the roof surface.

Недостатком известного солнечного коллектора является сложность обеспечения лицевой теплоизоляции коллектора, что увеличивает стоимость, материалоемкость и вес конструкции. Другим недостатком рассматриваемого солнечного коллектора является то, что он применяется только для производства тепловой энергии, и нет возможности использования приходящей солнечной радиации для выработки электроэнергии, когда для выработки электроэнергии необходимо использование дополнительно установленных фотоэлектрических модулей, что увеличивает площадь установки и ее стоимость.A disadvantage of the known solar collector is the difficulty of providing facial thermal insulation of the collector, which increases the cost, material consumption and weight of the structure. Another disadvantage of the solar collector under consideration is that it is used only for the production of thermal energy, and there is no possibility of using incoming solar radiation to generate electricity, when the use of additionally installed photovoltaic modules is necessary to generate electricity, which increases the installation area and its cost.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели (прототипом) является гибридный фотоэлектрический модуль для получения электрической и тепловой энергии (Патент РФ на изобретение №2546332, The closest in technical essence to the utility model (prototype) is a hybrid photovoltaic module for generating electric and thermal energy (RF Patent for the invention No. 2546332,

МПК H02S 10/00, МПК H01L 31/042, 2015 г.), включающий корпус, фотоэлектрические преобразователи с герметизирующим компонентом в виде двухкомпонентного компаунда, двухслойный теплоизоляционный защитный элемент со стеклом, радиатор охлаждения и теплоноситель. Модуль содержит защитное стеклянное покрытие, соединенные между собой фотоэлектрические преобразователи, размещенные между стеклом и корпусом с теплообменником. Фотопреобразователи электроизолированы от теплообменника, пространство между фотопреобразователями и теплообменником и между стеклянным покрытием и теплообменником заполнено слоем силоксанового геля толщиной 0,5-5 мм. В солнечном модуле защитное стеклянное покрытие выполнено в виде вакуумированного стеклопакета из двух стекол с вакуумным зазором 0,1-0,2 мм с вакуумом 10-3-10-5 мм рт. ст., теплообменник выполнен в виде герметичной камеры с патрубками для циркуляции теплоносителя, а общая площадь соединенных фотоэлектрических преобразователей соизмерима с площадью верхнего основания корпуса теплообменника.IPC H02S 10/00, IPC H01L 31/042, 2015), including a housing, photoelectric converters with a sealing component in the form of a two-component compound, a two-layer heat-insulating protective element with glass, a cooling radiator and a heat carrier. The module contains a protective glass coating, interconnected photoelectric converters located between the glass and the housing with a heat exchanger. The photoconverters are electrically insulated from the heat exchanger, the space between the photoconverters and the heat exchanger and between the glass coating and the heat exchanger is filled with a layer of siloxane gel with a thickness of 0.5-5 mm. In the solar module, the protective glass coating is made in the form of a vacuum glass from two glasses with a vacuum gap of 0.1-0.2 mm with a vacuum of 10 -3 -10 -5 mm RT. Art., the heat exchanger is made in the form of a sealed chamber with nozzles for circulating the coolant, and the total area of the connected photoelectric converters is commensurate with the area of the upper base of the heat exchanger body.

Недостатком известного модуля является большая материалоемкость теплообменника и невозможность использования его защитно-каркасирующих качеств для защиты строения от воздействия неблагоприятных атмосферных условий. Кроме того, сложность и дороговизна обеспечения глубокого вакуума стеклопакета солнечного модуля, необходимость установки на крыше кровельного покрытия под солнечным модулем, что увеличивает стоимость зданий и сооружений.A disadvantage of the known module is the high material consumption of the heat exchanger and the inability to use its protective-skeleton qualities to protect the structure from the effects of adverse atmospheric conditions. In addition, the complexity and high cost of providing a deep vacuum in a double-glazed window of a solar module, the need to install a roofing under a solar module on the roof, which increases the cost of buildings and structures.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является производство электроэнергии и тепла для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения.The technical task of the proposed utility model is the production of electricity and heat for energy supply of agricultural and individual facilities.

Поставленная техническая задача достигается тем, что у теплофотоэлектрической планарной кровельной панели, включающей корпус, фотоэлектрические преобразователи с токосъемными дорожками, герметизирующий компонент в виде двухкомпонентного компаунда, The stated technical problem is achieved by the fact that the photovoltaic planar roofing panel, including the housing, photoelectric converters with current collector tracks, a sealing component in the form of a two-component compound,

двухслойный теплоизоляционный защитный элемент со стеклом, радиатор охлаждения и теплоноситель, согласно изобретению, корпус, изготовленный из полимерного материала и установленный с зазором с радиатором, снабжен гидравлическими штуцерами и электрическими штекерами, расположенными в корпусе, теплоноситель - газообразный, защитный элемент, размещенный с лучевоспринимающей стороны панели, выполнен герметичным двухслойным теплоизоляционным, в виде стекла, теплоизоляционной газовой прослойки и прозрачной пленки, герметичная полость корпуса заполнена теплоизоляционной газовой прослойкой или твердым теплоизоляционным материалом.a two-layer heat-insulating protective element with glass, a cooling radiator and a heat carrier, according to the invention, a case made of polymeric material and installed with a gap with a radiator, is equipped with hydraulic fittings and electrical plugs located in the case, the heat carrier is a gaseous, protective element located on the beam-receiving side panels, made of a sealed two-layer heat-insulating, in the form of glass, a heat-insulating gas layer and a transparent film, a sealed cavity to rpusa filled with insulating gas layer or a solid thermally insulating material.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - представлен увеличенный выносной элемент кровельной панели с загерметизированными фотоэлектрическими кремниевыми фотопреобразователями с двухкомпонентным полисилоксановым компаундом и радиатором с водяным охлаждением.In FIG. 1 shows a thermophotoelectric planar roof panel, top view; in FIG. 2 - the same front view; in FIG. 3 - shows an enlarged remote element of the roof panel with sealed photovoltaic silicon photoconverters with a two-component polysiloxane compound and a water-cooled radiator.

Теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель состоит из основы - корпуса 1, изготовленного из полимерного материала, например, вторичного пластика, к которому крепятся все остальные компоненты. Шесть фотоэлектрических кремниевых преобразователей 2 соединены последовательно, загерметизированны с помощью двухкомпонентного полисилоксанового компаунда 3 или этиленвинилацетатных пленок путем ламинирования, тонкой прозрачной пленки 4 и бутиловой клейкой ленты 5 по периметру пакета, которую наносят на зачерненный металлический лист-абсорбер радиатора 6. Радиатор 6 омывается с тыльной стороны жидким или газообразным теплоносителем 7. С лучевоспринимающей стороны пленка 4 солнечного модуля соприкасается с теплоизоляционной газовой прослойкой 8, которая в свою очередь ограничена защитным стеклом 9 с высокой оптической прозрачностью. Корпус 1 кровельной панели является емкостью The thermophotoelectric planar roofing panel consists of a base - a housing 1 made of a polymer material, for example, secondary plastic, to which all other components are attached. Six photovoltaic silicon converters 2 are connected in series, sealed with a two-component polysiloxane compound 3 or ethylene vinyl acetate films by lamination, a thin transparent film 4 and butyl adhesive tape 5 along the perimeter of the package, which is applied to the blackened metal sheet of the absorber of the radiator 6. The radiator 6 is washed with side with liquid or gaseous heat carrier 7. On the beam-receiving side, the film 4 of the solar module is in contact with the heat-insulating gas interlayer 8, which in turn is limited by a protective glass 9 with high optical transparency. Roof panel housing 1 is capacity

для теплоносителя 7 радиатора 6. В корпусе 1 имеется специальная полость 10, в которой находится теплоизоляционная газовая прослойка или твердая теплоизоляция, служащая для теплоизоляции теплоносителя 7. Для подвода и отвода теплоносителя 7 используются специальные отверстия 11 и 12, расположенные с тыльной и лицевой сторон корпуса 1 панели. Для герметичности в отверстия 11 и 12 впрессовывают гидравлические штуцеры, герметично соединенные между собой путем наложения нижней тыльной части одной панели на верхнюю лицевую часть второй панели, таким образом, что лучевоспринимающие прозрачные части кровельных панелей остаются не затененными. Для электрической коммутации кровельных панелей они последовательно соединяются для увеличения выходного напряжения с помощью герметичных штекеров 13 и 14 с положительным знаком на входе и на выходе, а также с помощью герметичных штекеров 15 и 16 с отрицательным знаком на входе и на выходе. Крепление теплофотоэлектрической кровельной панели к крыше - жесткое с помощью отверстий 17 в верхней части корпуса 1.for the heat carrier 7 of the radiator 6. In the case 1 there is a special cavity 10 in which there is a heat-insulating gas layer or solid insulation that serves to insulate the heat carrier 7. For the supply and removal of the heat carrier 7, special holes 11 and 12 are used located on the back and front sides of the case 1 panel. For tightness, hydraulic fittings are pressed into the openings 11 and 12, tightly connected to each other by applying the lower back of one panel to the upper front of the second panel, so that the radiolucent transparent parts of the roof panels remain unshaded. For electrical switching of roof panels, they are connected in series to increase the output voltage using sealed plugs 13 and 14 with a positive sign at the input and output, as well as using sealed plugs 15 and 16 with a negative sign at the input and output. The fastening of the photovoltaic roof panel to the roof is rigid using the holes 17 in the upper part of the housing 1.

Благодаря охлаждению фотоэлектрических кремниевых преобразователей 2 и использованию полисилоксанового двухкомпонентного компаунда 3 в процессе их герметизации, эффективность выработки электроэнергии увеличивается.Thanks to the cooling of photovoltaic silicon converters 2 and the use of a polysiloxane two-component compound 3 in the process of sealing them, the efficiency of electricity generation increases.

Использование тонкой прозрачной пленки 4 при герметизации фотоэлектрических преобразователей 2 облегчает и удешевляет конструкцию. Применение тыльного охлаждения фотоэлектрических кремниевых преобразователей 2 увеличивает общую эффективность теплофотоэлектрической планарной кровельной панели. Небольшая толщина зазора между радиатором 6 фотоэлектрических преобразователей 2 и корпусом 1 (около 3 мм) позволяет более эффективно отводить тепловую энергию от фотоэлектрических преобразователей 2. Обеспечение электроизоляции фотоэлектрических преобразователей 2 с одновременным окрашиванием, например в черный цвет, радиатора 6 с помощью применения The use of a thin transparent film 4 when sealing photovoltaic cells 2 facilitates and reduces the cost of construction. The use of rear cooling of photovoltaic silicon converters 2 increases the overall efficiency of the thermophotoelectric planar roof panel. The small thickness of the gap between the radiator 6 of the photoelectric converters 2 and the housing 1 (about 3 mm) makes it possible to more effectively remove thermal energy from the photoelectric converters 2. Providing electrical insulation of the photoelectric converters 2 with simultaneous painting, for example, black, of the radiator 6 by using

микродугового оксидирования, позволяет получить тонкий (около 5-8 мкм, что соответствует сопротивлению напряжения пробоя 500 - 800 В) с высокой теплопроводностью (при оксидировании алюминия около 230 Вт/м град) электроизоляционный и теплопроводный слой на тонком листе алюминиевого радиатора 6. Теплоизоляция с лицевой и тыльной сторон теплоносителя 7 обеспечивает увеличение тепловой эффективности кровельной панели. В качестве защитного элемента использовано закаленное стекло 9, которое одновременно является компонентом теплоизоляции, ограничивающим теплоизоляционную газовую прослойку 8. Использование, например, вторичного полиэтилена в конструкции корпуса 1 теплофотоэлектрической кровельной панели позволяет снизить общую стоимость панели и уменьшить загрязнение окружающей среды. Использование проточной системы, где жидкий теплоноситель 7 движется под действием силы тяжести сверху вниз, а соединение кровельных панелей между собой происходит без трубопроводов непосредственно в корпусах 1, упрощает и удешевляет конструкцию гидравлической системы, уменьшает тепловые потери при перемещении теплоносителя 7 между панелями. Коммутация фотоэлектрических преобразователей 2 между собой происходит без проводов непосредственно с помощью штекеров 13, 14, 15 и 16, расположенных в корпусах 1 кровельных панелей, что упрощает и удешевляет электрическую систему, а также уменьшает электрические потери. Для создания в системе кровельных панелей термосифонного эффекта применяют теплоноситель 7 в виде газов или легкокипящих фреонов, что позволяет обойтись без циркуляционных насосов. Долговечность кровельных панелей с фотоэлектрическими преобразователями 2 обеспечивается на уровне традиционных кровельных материалов. Уменьшение электрической эффективности фотоэлектрических преобразователей 2 под воздействием солнечного излучения падает незначительно за 40 лет эксплуатации, и даже через продолжительный период времени фотоэлектрические преобразователи 2 в состоянии microarc oxidation, allows to obtain a thin (about 5-8 μm, which corresponds to a breakdown voltage resistance of 500 - 800 V) with high thermal conductivity (with aluminum oxidation of about 230 W / m deg) electrical insulating and heat-conducting layer on a thin sheet of aluminum radiator 6. Thermal insulation with the front and back sides of the coolant 7 provides an increase in the thermal efficiency of the roofing panel. Tempered glass 9 is used as a protective element, which at the same time is a thermal insulation component that limits the heat-insulating gas layer 8. The use of, for example, recycled polyethylene in the construction of the casing 1 of a heat-photovoltaic roof panel allows to reduce the total cost of the panel and reduce environmental pollution. The use of a flow system, where the liquid coolant 7 moves under the action of gravity from top to bottom, and the connection of the roofing panels to each other without piping directly in the buildings 1, simplifies and cheapens the design of the hydraulic system, reduces heat loss when moving the coolant 7 between the panels. The switching of the photoelectric converters 2 among themselves occurs without wires directly using the plugs 13, 14, 15 and 16 located in the cases 1 of the roof panels, which simplifies and reduces the cost of the electrical system, as well as reduces electrical losses. To create a thermosiphon effect in the system of roofing panels, the heat carrier 7 is used in the form of gases or low-boiling freons, which eliminates the need for circulation pumps. The durability of roofing panels with photoelectric converters 2 is provided at the level of traditional roofing materials. The decrease in the electrical efficiency of photoelectric converters 2 under the influence of solar radiation decreases slightly over 40 years of operation, and even after a long period of time, photoelectric converters 2 are able to

обеспечить выработку электроэнергии. В теплофотоэлектрической планарной кровельной панели используется весь спектр солнечного излучения для выработки электрической энергии и теплоты, увеличивается отвод тепла от фотоэлектрических преобразователей 2 за счет теплового контакта их с радиатором 6 и теплоносителем 7, увеличивается выработка энергии и снижается ее стоимость.provide electricity generation. In the photovoltaic planar roofing panel, the entire spectrum of solar radiation is used to generate electric energy and heat, the heat removal from the photoelectric converters 2 increases due to their thermal contact with the radiator 6 and the heat carrier 7, the energy generation increases and its cost decreases.

Работает предлагаемая теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель следующим образом.The proposed thermophotoelectric planar roof panel works as follows.

Последовательно соединенные фотоэлектрические кремниевые преобразователи 2 загерметизированы с помощью двухкомпонентного компаунда 3, пленки 4 и ленты 5 на радиаторе 6. При солнечном освещении фотоэлектрические кремниевые преобразователи 2 поглощают ту часть солнечного спектра, которая необходима им для фотоэлектрического преобразования и выработки электроэнергии, и одновременно отдают тепловую энергию для нагрева теплоносителя 7, так как не вся поглощенная фотоэлектрическими преобразователями 2 энергия солнечного излучения участвует в генерации электричества. Теплоноситель 7, омывая тыльную часть радиатора 6, охлаждает его и фотоэлектрические преобразователи 2, за счет чего увеличивается электрическая эффективность работы фотоэлектрических преобразователей 2, общая эффективность кровельной панели и суммарная выработка энергии, а нагретый теплоноситель 7 может использоваться потребителем. Охлаждение радиаторов 6 кровельных панелей происходит сверху вниз благодаря силе тяжести жидкого теплоносителя 7. При использовании газообразного теплоносителя 7 охлаждение радиатора 6 достигается благодаря термосифонному эффекту - под воздействием солнечного излучения образуется восходящий конвективный поток нагретого теплоносителя 7, благодаря чему происходит естественная циркуляция теплоносителя 7 от нижней панели к верхней.The series-connected silicon photoelectric converters 2 are sealed with a two-component compound 3, film 4 and tape 5 on the radiator 6. In sunlight, photoelectric silicon converters 2 absorb the part of the solar spectrum that they need for photoelectric conversion and power generation, and at the same time give off thermal energy for heating the coolant 7, since not all the energy of solar radiation absorbed by the photoelectric converters 2 is involved em in electricity generation. The coolant 7, washing the back of the radiator 6, cools it and the photovoltaic converters 2, thereby increasing the electrical efficiency of the photovoltaic converters 2, the overall efficiency of the roof panel and the total energy production, and the heated coolant 7 can be used by the consumer. The cooling of the radiators 6 of the roof panels occurs from top to bottom due to the gravity of the liquid coolant 7. When using a gaseous heat carrier 7, the cooling of the radiator 6 is achieved due to the thermosiphon effect - under the influence of solar radiation an upward convective flow of the heated coolant 7 is formed, due to which the coolant 7 naturally circulates from the bottom panel to the top.

Использование полезной модели обеспечивает повышение эффективности использования солнечной энергии в кровельной панели, The use of a utility model improves the efficiency of the use of solar energy in a roofing panel,

снижение себестоимости получения электрической энергии и теплоты для энергоснабжения объектов сельскохозяйственного и индивидуального назначения.reduction in the cost of generating electric energy and heat for energy supply of agricultural and individual facilities.

Claims (1)

Теплофотоэлектрическая планарная кровельная панель, включающая корпус, фотоэлектрические преобразователи с токосъемными дорожками, герметизирующим компонентом в виде двухкомпонентного компаунда, двухслойный теплоизоляционный защитный элемент со стеклом, радиатор охлаждения и теплоноситель, отличающаяся тем, что корпус, изготовленный из полимерного материала и установленный с зазором с радиатором, снабжен гидравлическими штуцерами и электрическими штекерами, расположенными в корпусе, теплоноситель – газообразный, защитный элемент, размещенный с лучевоспринимающей стороны панели, выполнен герметичным двухслойным теплоизоляционным, в виде стекла, теплоизоляционной газовой прослойки и прозрачной пленки, герметичная полость корпуса заполнена теплоизоляционной газовой прослойкой или твердым теплоизоляционным материалом.A thermal photovoltaic planar roofing panel including a housing, photoelectric converters with current collecting tracks, a sealing component in the form of a two-component compound, a two-layer heat-insulating protective element with glass, a cooling radiator and a heat transfer medium, characterized in that the housing is made of polymeric material and installed with a gap with a radiator, equipped with hydraulic fittings and electrical plugs located in the housing, coolant - gaseous, protective element t, disposed with luchevosprinimayuschey side panels made airtight double-layer insulation, in the form of glass, the heat insulating gas layer and a transparent film, sealed cavity of the body filled with insulating gas layer or a solid thermally insulating material.
RU2018133434U 2018-09-21 2018-09-21 Thermophotoelectric planar roofing panel RU188073U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133434U RU188073U1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Thermophotoelectric planar roofing panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133434U RU188073U1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Thermophotoelectric planar roofing panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU188073U1 true RU188073U1 (en) 2019-03-28

Family

ID=66087947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133434U RU188073U1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Thermophotoelectric planar roofing panel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU188073U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731162C1 (en) * 2019-12-19 2020-08-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Hybrid photoelectric module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU851012A1 (en) * 1979-11-05 1981-07-30 Предприятие П/Я А-1813 Solar radiation combined collector
RU2194827C2 (en) * 2001-01-24 2002-12-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" Roof panel with solar battery
RU2313642C1 (en) * 2006-03-27 2007-12-27 Ооо "Псф "Крост" Solar battery made as an integral part of building structure
WO2011097724A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 The University Of Western Ontario Hybrid solar energy conversion system with photocatalytic disinfectant layer
RU2546332C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Hybrid photo electric module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU851012A1 (en) * 1979-11-05 1981-07-30 Предприятие П/Я А-1813 Solar radiation combined collector
RU2194827C2 (en) * 2001-01-24 2002-12-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" Roof panel with solar battery
RU2313642C1 (en) * 2006-03-27 2007-12-27 Ооо "Псф "Крост" Solar battery made as an integral part of building structure
WO2011097724A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 The University Of Western Ontario Hybrid solar energy conversion system with photocatalytic disinfectant layer
RU2546332C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Hybrid photo electric module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731162C1 (en) * 2019-12-19 2020-08-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Hybrid photoelectric module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Anderson et al. Performance of a building integrated photovoltaic/thermal (BIPVT) solar collector
KR101648773B1 (en) Photovoltaic Panel for Power Panel
EP2206160B1 (en) Hybrid Solar panel
US20170155360A1 (en) Solar module
KR101993659B1 (en) PVT Composite Panel for Photovoltaic-Thermal Power Generation
KR20120018792A (en) Solar photovoltaic concentrator panel
RU2313642C1 (en) Solar battery made as an integral part of building structure
RU188073U1 (en) Thermophotoelectric planar roofing panel
CN207995037U (en) A kind of photovoltaic temperature difference compound power-generating component
WO2014132197A2 (en) Encapsulation materials and design of an integrated photovoltaic and thermal module (pvt)
US20220085757A1 (en) Hybrid solar panel for producing electrical energy and thermal energy
CN203839391U (en) Solar photovoltaic and photo-thermal composite assembly
CN203840255U (en) Split type balcony wall-mounted solar photovoltaic and photo-thermal integration system
CN201330476Y (en) Novel Han tile integrating comprehensive utilization of solar energy and building
JP2004317117A (en) Solar heat collector with solar power generation function
KR20150013916A (en) Solar cell with cooling device
RU2731162C1 (en) Hybrid photoelectric module
KR102439608B1 (en) PVT Panel having Deformation-Resistant Structure
KR101604824B1 (en) Hybrid solar panel for solar energy generation device
El Manssouri et al. Performance analysis of bi-fluid photovoltaic/thermal (PV/T) solar collector
KR101335106B1 (en) Gas-filled Photovoltaic Thermal Composite System Using Dye-sensitized Solar Cell
CN101442281B (en) Method and apparatus for using solar through photoelectric photo-thermal homobody synchronous transition
JP2001033107A (en) Solar energy converter, method of production and solar energy utilization system
CN115765526B (en) All-weather thermoelectric power generation device based on spectrum adjustment and preparation method thereof
Akhatov et al. Study of thermal-technical parameters and experimental investigations on PV-Thermal collector

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190312