一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域，尤其是一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和對(duì)能源需求的日益提高，人們對(duì)太陽(yáng)能的利用技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求。目前，對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用主要集中于光伏發(fā)電、太陽(yáng)能集熱以及兩者的綜合利用方面，其中，太陽(yáng)能光伏光熱技術(shù)備受矚目。
[0003]太陽(yáng)能光伏光熱(Photovoltaic-thermal,簡(jiǎn)稱PV/T)技術(shù)是可以同時(shí)產(chǎn)生高品質(zhì)電能和低品質(zhì)熱能的技術(shù)，既可以達(dá)到提高光伏電池發(fā)電效率的效果，又能將電池冷卻過(guò)程中流體所帶走的熱量加以有效利用。
[0004]太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置主要由光電模塊和與之緊密接觸的集熱器構(gòu)成，光電模塊通過(guò)聚光裝置實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，以供電廠或者家庭使用；集熱器通過(guò)媒介將光電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，降低太陽(yáng)能電池的工作溫度避免過(guò)熱引起光電轉(zhuǎn)換效率下降，不僅能夠滿足居民用電和用熱水的需求，還可以提高太陽(yáng)能的綜合利用效率。
[0005]聚光裝置和集熱器作為PV/T裝置的核心部件，其性能不僅影響到整個(gè)裝置的工作效率同時(shí)關(guān)乎著整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本。所以，近幾年來(lái)，為改善工作性能，研宄人員針對(duì)其工作原理設(shè)計(jì)出了多種優(yōu)化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)型式。例如，專利申請(qǐng)?zhí)?01120070039.2，專利名稱為“高倍聚光太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)”、專利申請(qǐng)?zhí)?01210359867.7，專利名稱為“太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置”、專利申請(qǐng)?zhí)?01210090573.9，專利名稱為“太陽(yáng)能光伏光熱復(fù)合熱管真空管”所公開(kāi)的各種結(jié)構(gòu)中，均是通過(guò)使用高倍太陽(yáng)能聚光器和熱管技術(shù)，提高對(duì)光熱的吸收效率，同時(shí)對(duì)所得到的電能、熱水及熱空氣進(jìn)行分配利用，在一定程度上改善了系統(tǒng)的性能。
[0006]但是，鑒于該裝置的工作特性，如果直接把傳統(tǒng)的光伏光熱組件結(jié)合在一起，不僅成本昂貴，無(wú)法發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，而且會(huì)造成裝置所吸收的部分太陽(yáng)能的浪費(fèi)。因此，如何對(duì)電池?zé)崃恳约安荒鼙浑姵剡M(jìn)行光電轉(zhuǎn)化的部分波長(zhǎng)的太陽(yáng)光的進(jìn)一步充分利用，應(yīng)該引起足夠的考慮和重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了更好地解決太陽(yáng)能電池板溫度過(guò)高的問(wèn)題，并在保證光電轉(zhuǎn)換高效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)光熱利用的充分程度；本發(fā)明提供了一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，包括外框保溫層、底座保溫層、玻璃蓋板，以及位于由所述外框保溫層、底座保溫層、玻璃蓋板構(gòu)成的密封空間內(nèi)的太陽(yáng)能電池片、水冷通道、空氣通道以及集熱板；集熱板固定在外框保溫層上，所述太陽(yáng)能電池片固定在集熱板上，所述水冷通道位于相鄰的兩個(gè)太陽(yáng)能電池片之間、且設(shè)在集熱板上，所述空氣通道位于所述集熱板下部；所述水冷通道為截面呈三角形的通道，所述水冷通道的兩個(gè)側(cè)壁噴涂有光線選擇性吸收涂層。
[0010]優(yōu)選地，所述空氣通道為相連通的兩層，且所述空氣通道內(nèi)設(shè)有翅片，所述翅片上設(shè)有百葉窗結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述光線選擇性吸收涂層為多層漸變鋁氮鋁A1-N/A1。
[0012]優(yōu)選地，所述集熱板與太陽(yáng)能電池片、水冷通道、空氣通道及百葉窗翅片之間均通過(guò)絕緣透明導(dǎo)熱聚合物EVA熱壓緊密連接。
[0013]優(yōu)選地，所述翅片上的百葉窗結(jié)構(gòu)的開(kāi)窗角度為27°。
[0014]本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，在工作時(shí)，太陽(yáng)光線透過(guò)玻璃蓋板后，其中一部分直接照射到電池片上，另一部分則照射到水冷通道的外壁面上；由于水冷通道的兩個(gè)側(cè)面上有光線選擇性吸收涂層，在投射到外壁面上的太陽(yáng)光中，不能被反射的光線則被水冷通道所吸收，能夠被反射到太陽(yáng)能電池片上的光線用于光伏發(fā)電。因此，太陽(yáng)能電池片接收的太陽(yáng)能由經(jīng)玻璃蓋板直接照射到其上的太陽(yáng)光和經(jīng)水冷通道側(cè)壁反射的太陽(yáng)光兩部分構(gòu)成，而太陽(yáng)能電池片通過(guò)光生伏特效應(yīng)將其中一部分轉(zhuǎn)化為電能，剩余的則被其吸收轉(zhuǎn)化為熱量，熱量進(jìn)一步向太陽(yáng)能電池片下部的集熱板進(jìn)行熱量傳遞；集熱板所吸收的熱量以及水冷通道壁面所吸收的熱量被水冷通道內(nèi)的冷卻水以及空氣通道中的空氣吸收，從而產(chǎn)出熱水和熱空氣，通過(guò)相關(guān)的收集裝置以供家庭生活或者溫室花房等場(chǎng)所使用。
[0015]本發(fā)明的的技術(shù)創(chuàng)新在于:
[0016](I)將反射面設(shè)置成平面，并利用反射面構(gòu)成截面為三角形的水冷通道，并在兩個(gè)反射面鍍上光線選擇性吸收涂層，使結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，不僅提高了對(duì)太陽(yáng)光的吸收率，使不能被反射到太陽(yáng)能電池片上的光線加以吸收利用，而且還能吸收太陽(yáng)能電池片自身產(chǎn)生的熱量，降低太陽(yáng)能電池片工作溫度，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0017](2)采用雙層空氣通道，并在空氣通道內(nèi)設(shè)置具有百葉窗結(jié)構(gòu)的翅片，不僅可以增大換熱表面積，而且提高了冷卻空氣的擾動(dòng)程度，從而極大的提高了集熱效率。
[0018]該裝置在熱利用方面采用了空氣和水兩種介質(zhì)，通過(guò)流量的調(diào)節(jié)，能夠滿足一些特殊領(lǐng)域?qū)崴蜔峥諝獾耐瑫r(shí)需要。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述的新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2為翅片的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖中:1-玻璃蓋板，2-集熱板，3-外框保溫層，4-底座保溫層，5-翅片，6_太陽(yáng)能電池片，7-水冷通道，8-空氣通道。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述的新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，包括外框保溫層3、底座保溫層4、玻璃蓋板1，以及位于由所述外框保溫層3、底座保溫層4、玻璃蓋板I構(gòu)成的密封空間內(nèi)的太陽(yáng)能電池片6、水冷通道7、空氣通道8以及集熱板2 ;集熱板2固定在外框保溫層3上，所述太陽(yáng)能電池片6固定在集熱板2上，所述水冷通道7位于相鄰的兩個(gè)太陽(yáng)能電池片6之間、且設(shè)在集熱板2上，所述空氣通道8位于所述集熱板2下部；所述水冷通道7為截面呈三角形的通道，所述水冷通道7的兩個(gè)側(cè)壁噴涂有光線選擇性吸收涂層。
[0024]在本發(fā)明中，所述保溫層3和4材料采用酚醛泡沫保溫棉，結(jié)構(gòu)被分成兩部分，即外框保溫層3和底框保溫層4，二者通過(guò)鋁合金邊框固定，將其分開(kāi)目的是便于上述各種部件的安裝。所述玻璃蓋板I為鍍膜高透超白鋼化玻璃。所述三角形的水冷通道7的材料采用不銹金屬鋁，并在其兩個(gè)側(cè)面上通過(guò)磁控濺射工藝噴涂有多層漸變鋁氮鋁A1-N/A1選擇性涂層，提高了對(duì)太陽(yáng)光的吸收率。所述集熱板2和每塊太陽(yáng)能電池片6和三角形水冷通道7均通過(guò)絕緣透明導(dǎo)熱聚合物EVA熱壓進(jìn)行緊密聯(lián)接。
[0025]太陽(yáng)光線經(jīng)過(guò)玻璃蓋板I 一部分直接投射到太陽(yáng)能電池片6上，一部分照射到三角形的水冷通道7的外壁上，部分光線被反射到太陽(yáng)能電池片6上，不能夠被反射到太陽(yáng)能電池片上的光線被水冷通道7所吸收；在三角形水冷通道7中的冷卻水通過(guò)對(duì)流換熱的方式將吸收的太陽(yáng)能以及集熱板2的部分熱量帶走，以充分利用太陽(yáng)能；
[0026]所述翅片5也采用不銹金屬鋁，翅片5和集熱板2之間采用導(dǎo)熱效果好且導(dǎo)熱均勻的強(qiáng)粘性導(dǎo)熱硅膠連接。將所述空氣通道8為相連通的兩層，冷卻空氣由上層進(jìn)入空氣通道8，與集熱板2進(jìn)行換熱，經(jīng)加熱后的熱空氣再由下層空氣通道8流出，進(jìn)行二次換熱，使換熱進(jìn)行的更加充分；翅片5的百葉窗結(jié)構(gòu)的開(kāi)窗角度采用27°，如圖2所示，在不同的工況條件下，此角度的換熱效果為最佳。
[0027]由上述的集熱部件，即水冷通道7和空氣通道8，所得到的熱水和熱空氣通過(guò)收集組件和附件來(lái)供給生活用水、家庭取暖和溫室提供需要。由于本發(fā)明采用冷卻水和空氣進(jìn)行同時(shí)換熱，更好的保證了太陽(yáng)能電池片6合適的工作溫度，同時(shí)對(duì)熱量也進(jìn)行了充分的吸收，實(shí)現(xiàn)能量效益的最大化；該裝置所采用的水冷通道7和翅片5結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，經(jīng)濟(jì)成本不高，因此，相對(duì)于其它裝置更加易于推廣使用。
[0028]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，其特征在于，包括外框保溫層(3)、底座保溫層(4)、玻璃蓋板(I)，以及位于由所述外框保溫層(3)、底座保溫層(4)、玻璃蓋板(I)構(gòu)成的密封空間內(nèi)的太陽(yáng)能電池片(6)、水冷通道(7)、空氣通道⑶以及集熱板(2);集熱板(2)固定在外框保溫層(3)上，所述太陽(yáng)能電池片￠)固定在集熱板(2)上，所述水冷通道(7)位于相鄰的兩個(gè)太陽(yáng)能電池片(6)之間、且設(shè)在集熱板(2)上，所述空氣通道⑶位于所述集熱板(2)下部；所述水冷通道(7)為截面呈三角形的通道，所述水冷通道(7)的兩個(gè)側(cè)壁噴涂有光線選擇性吸收涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，其特征在于，所述空氣通道(8)為相連通的兩層，且所述空氣通道(8)內(nèi)設(shè)有翅片(5)，所述翅片(5)上設(shè)有百葉窗結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，其特征在于，所述光線選擇性吸收涂層為多層漸變鋁氮鋁A1-N/A1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，其特征在于，所述集熱板(2)與太陽(yáng)能電池片(6)、水冷通道(7)、空氣通道(8)及百葉窗翅片(5)之間均通過(guò)絕緣透明導(dǎo)熱聚合物EVA熱壓緊密連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，其特征在于，所述翅片(5)上的百葉窗結(jié)構(gòu)的開(kāi)窗角度為27°。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型太陽(yáng)能光伏光熱一體化裝置，包括外框保溫層、底座保溫層、玻璃蓋板，以及位于由所述外框保溫層、底座保溫層、玻璃蓋板構(gòu)成的密封空間內(nèi)的太陽(yáng)能電池片、水冷通道、空氣通道以及集熱板；集熱板固定在外框保溫層上，所述太陽(yáng)能電池片固定在集熱板上，所述水冷通道位于相鄰的兩個(gè)太陽(yáng)能電池片之間、且設(shè)在集熱板上，所述空氣通道位于所述集熱板下部；所述水冷通道為截面呈三角形的通道，所述水冷通道的兩個(gè)側(cè)壁噴涂有光線選擇性吸收涂層。本發(fā)明采用冷卻水和空氣進(jìn)行同時(shí)換熱，所得到的熱水和熱空氣來(lái)供給生活用水、家庭取暖和溫室；同時(shí)更好的保證了太陽(yáng)能電池片的工作溫度，對(duì)熱量充分的吸收，實(shí)現(xiàn)能量效益的最大化。
【IPC分類(lèi)】H02S40/42, H02S10/30, H02S40/44, H02S40/22
【公開(kāi)號(hào)】CN104935239
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510233912
【發(fā)明人】喬方方, 唐愛(ài)坤, 許藝?guó)Q, 潘劍鋒, 劉楊先
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日