分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，包括設(shè)置于陽臺(tái)內(nèi)的壁掛式水箱和設(shè)置于陽臺(tái)外的由光伏組件和光熱組件構(gòu)成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進(jìn)、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進(jìn)管與水箱內(nèi)的換熱器連通構(gòu)成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設(shè)置的EVA膜層和透明樹脂防護(hù)層，其下表面依次粘接設(shè)置有四氟乙烯ETFE膜層和導(dǎo)熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導(dǎo)熱底板之間設(shè)置柔性石墨板；太陽能發(fā)電熱水同體同步，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，以及光熱與光電的轉(zhuǎn)換性能，增加單位面積上太陽能轉(zhuǎn)換效率；便于檢查和維修，同時(shí)節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。
【專利說明】分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池組件主要以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)制作，基本結(jié)構(gòu)包括框體及設(shè)置于框體內(nèi)的組件結(jié)構(gòu)。其中，組件結(jié)構(gòu)包括透光的前表面玻璃基片、透明密封件(如EVA膠)、電池片及背封薄膜(后表面保護(hù)部件，如PVF聚氟乙烯、TPT/TPE)等。工作原理是太陽光透過基片照射在光電產(chǎn)生器件上，光電產(chǎn)生器件通過光電效應(yīng)直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)與電池組件配套使用的光伏接線盒，將電能輸出后使用。太陽能電池在將光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中，并不是將全部的光能的都轉(zhuǎn)換成電能。理論研究表明，單極單晶硅材料的太陽能電池在0°C時(shí)的轉(zhuǎn)換效率的理論物理極限為30%。在光強(qiáng)一定的條件下，當(dāng)硅電池自身溫度升高時(shí)輸出功率將下降。在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)條件下，晶體硅電池平均效率在15%上下。也就是說，太陽能電池只能將15%的光能轉(zhuǎn)換成可用電能，其余的85%都被轉(zhuǎn)化為熱能。在轉(zhuǎn)換過程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉(zhuǎn)換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。為使太陽能電池組件能長久地正常工作，現(xiàn)有技術(shù)中，在框體外加設(shè)散熱裝置(類似于水冷、氣冷等散熱系統(tǒng)，通過循環(huán)水或循環(huán)氣吸熱，達(dá)到散熱目的)。但熱能亦是太陽能電池組件吸收太陽輻射能源的一部分，若能將該部分能源取出并收集，加以利用，而非將其視為需消散的有害熱量，便能達(dá)到充分利用能源的目的，且拓寬了太陽能電池組件的使用功能。為盡可能使電池效率保持在較高水平，充分利用吸收的太陽輻射能源，同時(shí)避免熱量對(duì)組件光電轉(zhuǎn)換效率的影響，延長電池組件的使用壽命，可以通過在太陽能電池組件上設(shè)置導(dǎo)熱層，將光電轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的熱能吸收傳導(dǎo)，并由其連接的導(dǎo)熱元件導(dǎo)出組件結(jié)構(gòu)，由外界取熱管路收集，提供給后續(xù)熱能設(shè)備使用。根據(jù)其布置的位置在太陽能組件密封件內(nèi)或密封件外，導(dǎo)熱層選擇絕緣材料或是高導(dǎo)熱材料制成。導(dǎo)熱元件可以是具有高導(dǎo)熱能力的金屬類元件，或是導(dǎo)熱能力高于金屬類元件的熱管等。
[0003]太陽能光伏光熱綜合利用的復(fù)合組件目前也有研究，大多是將集熱管用超聲波焊到集熱板上，集熱板與太陽能光伏組件相貼合，或者將集熱管固定連接在太陽能光伏組件的背光面，再在集熱管下面安裝隔熱保溫板構(gòu)成。集熱管是固定設(shè)置在光伏組件背面，與光伏組件和隔熱保溫板是硬接觸。由于太陽能光伏光熱組件一般都在戶外使用，而且在運(yùn)輸和安裝過程中集熱管或集熱板與光伏組件及集熱管與隔熱保溫背板之間是硬接觸，電池片易被碰碎，而且光伏組件被光面不是完全平整的，與集熱板的接觸不好，影響傳熱效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，提高光伏組件的使用壽命，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、成本較低的光伏光熱一體化組件，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，增加單位面積上太陽能轉(zhuǎn)換效率、節(jié)省空間資源，且能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題。
[0005]本實(shí)用新型的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，包括設(shè)置于陽臺(tái)內(nèi)的壁掛式水箱和設(shè)置于陽臺(tái)外的由光伏組件和光熱組件構(gòu)成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進(jìn)、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進(jìn)管與水箱內(nèi)的換熱器連通構(gòu)成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設(shè)置的EVA膜層和透明樹脂防護(hù)層，其下表面依次粘接設(shè)置有四氟乙烯ETFE膜層和導(dǎo)熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導(dǎo)熱底板之間設(shè)置柔性石墨板。
[0006]進(jìn)一步，所述光熱組件包括設(shè)置于導(dǎo)熱底板背面的集熱管，所述熱器外側(cè)設(shè)置有隔熱保溫背板，所述集熱管與隔熱保溫背板之間設(shè)置橡塑保溫層；
[0007]進(jìn)一步，所述橡塑保溫層設(shè)置有用于與集熱管外表面相配合固定的凹槽；
[0008]進(jìn)一步，所述集熱管為多根以相互平行的方式固定于導(dǎo)熱底板的空心銅管；
[0009]進(jìn)一步，所述集熱管為蛇形盤管；
[0010]進(jìn)一步，所述空心銅管焊接固定于導(dǎo)熱底板，所述導(dǎo)熱底板為鋁板；
[0011]進(jìn)一步，透明樹脂防護(hù)層為鋼化玻璃蓋板；
[0012]進(jìn)一步，所述鋼化玻璃蓋板與導(dǎo)熱底板之間的距離為25mm ；
[0013]進(jìn)一步，所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，太陽能發(fā)電熱水同體同步，提高太陽能光伏組件和光熱組件的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、成本較低的光伏光熱一體化組件，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，以及光熱與光電的轉(zhuǎn)換性能，增加單位面積上太陽能轉(zhuǎn)換效率。能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題，便于檢查和維修，同時(shí)節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的太陽能集熱器的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的太陽能集熱器的剖視圖；如圖所示:包括設(shè)置于陽臺(tái)內(nèi)的壁掛式水箱I和設(shè)置于陽臺(tái)外的由光伏組件和光熱組件構(gòu)成的太陽能集熱器2，所述太陽能集熱器2的進(jìn)、出口分別通過循環(huán)出管3和循環(huán)進(jìn)管4與水箱I內(nèi)的換熱器連通構(gòu)成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片21以及在其上表面依次粘接設(shè)置的EVA膜層22和透明樹脂防護(hù)層23，其下表面依次粘接設(shè)置有四氟乙烯ETFE膜層24和導(dǎo)熱底板26，所述四氟乙烯ETFE膜層24與導(dǎo)熱底板26之間設(shè)置柔性石墨板25;水箱上設(shè)置進(jìn)水管和出水管，水箱內(nèi)安裝水箱盤管換熱器，換熱器可為盤管組成，盤管與太陽能集熱器通過循環(huán)出管和循環(huán)進(jìn)管連接。能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題，便于檢查和維修，同時(shí)節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。
[0019]透明樹脂防護(hù)層23設(shè)置于最上層用于吸收太陽光，ETFE膜層24其透光性和耐候性好，具有表面不容易存留附著物，透明度高，輕量化，反粘性強(qiáng)，耐穿透等機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異耐放射線性良，能夠有效地提高抗老化性、耐腐蝕性和環(huán)保的目的，從而延長了抗老化型太陽能電池組件的使用壽命，提高抗老化型太陽能電池組件的工作效率；柔性石墨板25用于導(dǎo)熱并起緩沖作用，避免太陽能光伏電池片21與導(dǎo)熱底板26的硬性接觸而產(chǎn)生磨損或損壞，同時(shí)提高密封性能，還可避免導(dǎo)熱底板26的溫度過高以提高光電轉(zhuǎn)化。該結(jié)構(gòu)從上到下依次為透明樹脂防護(hù)層23、EVA膜層22、太陽能光伏電池片21、ETFE膜層24、柔性石墨板25、導(dǎo)熱底板26，且通過粘接劑粘合或者是通過熱合而成。
[0020]本實(shí)施例中，所述光熱組件包括設(shè)置于導(dǎo)熱底板26背面的集熱管27，所述集熱管27外側(cè)設(shè)置有隔熱保溫背板29，所述集熱管27與隔熱保溫背板29之間設(shè)置橡塑保溫層28 ；隔熱保溫背板29用于支撐集熱管27，橡塑保溫層28起到襯墊的作用，避免集熱管27與隔熱保溫背板29的硬性接觸而損傷，同時(shí)橡塑保溫層28可起到進(jìn)一步加強(qiáng)隔熱保溫的作用。集熱管27外側(cè)是指集熱管27下表面。
[0021]本實(shí)施例中，所述橡塑保溫層28設(shè)置有用于與集熱管27外表面相配合固定的凹槽；集熱管27的外表面與凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)表面貼合，或者是該凹槽結(jié)構(gòu)也可以為波紋面結(jié)構(gòu)；便于集熱管27的固定，提高集熱管27的穩(wěn)定性和牢固性，進(jìn)一步加強(qiáng)保溫作用。
[0022]本實(shí)施例中，所述集熱管27為多根以相互平行的方式固定于導(dǎo)熱底板26的空心銅管；可采用焊接固定的方式或其他同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的固定方式固定集熱管27，空心銅管最好為16根，平均熱效率和電效率最大。
[0023]本實(shí)施例中，所述集熱管27為蛇形盤管；結(jié)構(gòu)簡單，緊湊性好，通水量大。
[0024]本實(shí)施例中，所述空心銅管焊接固定于導(dǎo)熱底板26，所述導(dǎo)熱底板26為鋁板；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好。
[0025]本實(shí)施例中，透明樹脂防護(hù)層23為鋼化玻璃蓋板；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，光的透射性好。
[0026]本實(shí)施例中，所述鋼化玻璃蓋板與導(dǎo)熱底板26之間的距離為25mm ;有利于提高光熱與光電的轉(zhuǎn)換性能，最大限度的提高光熱和光電轉(zhuǎn)換率，提高熱效率和電效率。
[0027]本實(shí)施例中，所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25 ;采用窄條流道，同樣有利于提高光熱與光電的轉(zhuǎn)換性能，最大限度的提高光熱和光電轉(zhuǎn)換率，提高熱效率和電效率。
[0028]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置于陽臺(tái)內(nèi)的壁掛式水箱和設(shè)置于陽臺(tái)外的由光伏組件和光熱組件構(gòu)成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進(jìn)、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進(jìn)管與水箱內(nèi)的換熱器連通構(gòu)成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設(shè)置的EVA膜層和透明樹脂防護(hù)層，其下表面依次粘接設(shè)置有四氟乙烯ETFE膜層和導(dǎo)熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導(dǎo)熱底板之間設(shè)置柔性石墨板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述光熱組件包括設(shè)置于導(dǎo)熱底板背面的集熱管，所述集熱管外側(cè)設(shè)置有隔熱保溫背板，所述集熱管與隔熱保溫背板之間設(shè)置橡塑保溫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述橡塑保溫層設(shè)置有用于與集熱管外表面相配合固定的凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱管為多根以相互平行的方式固定于導(dǎo)熱底板的空心銅管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱管為蛇形盤管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述空心銅管焊接固定于導(dǎo)熱底板，所述導(dǎo)熱底板為鋁板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:透明樹脂防護(hù)層為鋼化玻璃蓋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述鋼化玻璃蓋板與導(dǎo)熱底板之間的距離為25mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分體式陽臺(tái)壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25。
【文檔編號(hào)】H02S40/44GK203840255SQ201420290609
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】苑進(jìn)社, 高向明 申請(qǐng)人:重慶師范大學(xué)