一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，包括太陽能電池、吸熱板、流道部件、保溫層、背板和邊框，所述太陽能電池的受光面設有高透光鋼化玻璃，背面設有兩層透明的EVA膠，并通過TPT膜進行背封，所述TPT膜通過粘合劑與吸熱板緊密粘結在一起；所述吸熱板和流道部件連接；所述流道部件的背面由內到外依次設置有保溫層和保護背板。通過在聯用裝置中添加換熱裝置以有效降低電池板溫度，從而提高太陽能電池板的光電轉換效率，同時提供較多的生活用熱水；本實用新型的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，還具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗壓能力強等一系列優(yōu)點。
【專利說明】一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種能源轉換設備，尤其涉及一種可將太陽能同時轉變成電能和生活用熱能的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，屬于新能源或者可再生能源【技術領域】，可廣泛應用于太陽能光伏綜合光電電站、光熱接收設備。

【背景技術】
[0002]光伏光熱結合是太陽能綜合應用的重要發(fā)展趨勢之一。太陽能光伏/光熱聯用裝置(Photovoltaic and Thermal Panel,簡稱PVT)是一種能夠將太陽能同時轉變成電能和生活用熱能的一種能源轉換設備。它能有效控制太陽能電池工作溫度，使太陽能電池在較低的溫度下產生較多的電能，同時獲得一定的熱能。由于晶體硅太陽電池受陽光照射進行光電轉換時，在透射光中高于禁帶寬度的高能光子和低于禁帶寬度的低能光子以及光生載流子(電子和空穴)復合等，均會釋放出能量，其中絕大部分轉換為熱能而使電池溫度升高到60°C以上。溫度上升將使載流子擴散系數增大、本征載流子急劇增加，從而引起反向飽和電流呈幾何級數增長，導致開路電壓大幅下降，其下降平均值約為2.1?2.3my/("C.片)。雖然短路電流隨溫度升高也會有所增加，但其增加甚微可忽略不計，填充因子也會變差，輸出功率、光電轉換效率等也隨之下降。


【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型旨在提供一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，通過在聯用裝置中添加換熱裝置以有效降低電池板溫度，從而提高太陽能電池板的光電轉換效率，同時提供較多的生活用熱水；本本實用新型的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，還具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗壓能力強等一系列優(yōu)點。
[0004]本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案如下:一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，包括太陽能電池、吸熱板、流道部件、保溫層、背板和邊框，其特征在于，所述太陽能電池、吸熱板、流道部件、保溫層和背板設置在所述邊框中；所述太陽能電池的受光面設有高透光鋼化玻璃，背面設有兩層透明的EVA膠，并通過TPT膜進行背封，所述TPT膜通過粘合劑與吸熱板緊密粘結在一起；所述吸熱板和流道部件連接；所述流道部件的背面由內到外依次設置有保溫層和保護背板。
[0005]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述流道部件為一上表面形成有多個凹槽的板狀部件，所述流道部件上表面與吸熱板連接為一體，二者之間形成多個分流道，所述多個分流道兩端與總匯流管相通。
[0006]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述流道部件為不銹鋼板件，用模具沖壓而成。
[0007]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述吸熱板為不銹鋼材料制成。
[0008]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述吸熱板和流道部件通過焊接的方式連接為一體。
[0009]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述吸熱板和流道部件采用厚度0.5-0.6mm的不銹鋼板。
[0010]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述流道部件為多個純銅圓管，所述吸熱板為純鋁肋片，所述流道部件與吸熱板上的肋片通過超聲焊接，再與兩端的總匯流管焊接為一體。
[0011]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述邊框采用高強度塑料熱壓型材。
[0012]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述粘合劑為導熱性能良好的硅脂類粘合劑。
[0013]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述保溫層為具有保溫效果的發(fā)泡劑。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果:通過在聯用裝置中添加換熱裝置以有效降低電池板溫度，從而提高太陽能電池板的光電轉換效率，同時提供較多的生活用熱水；本本實用新型的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，還具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗壓能力強等一系列優(yōu)點。本實用新型的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置在加熱水的同時，降低了太陽能電池板的溫度，提高了太陽能電池板的光電轉換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置的結構示意圖，其中流道呈扁盒式。
[0016]圖2為本實用新的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置的結構示意圖，其中流道呈管板式。

【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0018]實施例1
[0019]如圖1所示，本實用新的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置的結構示意圖，其中流道呈扁盒式。太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，包括太陽能電池1、吸熱板6、流道部件7、保溫層8、背板9和邊框10，所述太陽能電池1、吸熱板6、流道部件7、保溫層8和背板9設置在所述邊框10中；所述太陽能電池I的受光面設有高透光鋼化玻璃2，背面設有兩層透明的EVA膠3，并通過TPT膜4進行背封，所述TPT膜4通過粘合劑5與吸熱板6緊密粘結在一起；所述吸熱板6和流道部件7連接；所述流道部件7的背面由內到外依次設置有保溫層8和保護背板9。其中，流道部件7為一上表面形成有多個凹槽的板狀部件，所述流道部件7上表面與吸熱板6連接為一體，二者之間形成多個分流道，所述多個分流道兩端與總匯流管相通；所述流道部件為不銹鋼流道，用模具沖壓而成；吸熱板6為不銹鋼材料制成；吸熱板6和流道部件7通過焊接的方式連接為一體；吸熱板6和流道部件7均采用厚度0.5-0.6mm的不銹鋼板。
[0020]進一步地，本實用新中的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置中，所述邊框10采用高強度塑料熱壓型材；所述粘合劑5為導熱性能良好的硅脂類粘合劑；所述保溫層8為具有保溫效果的發(fā)泡劑。
[0021]本實施例中，流道呈扁盒式的梯形流道，電池受光面是高透光鋼化玻璃，下面足兩層透明EVA膠，單晶硅太陽電池被密封在EVA中間。為了確保有良好的氣密性和絕緣性，背封仍采用耐老化的TPT膜，通過導熱性能良好的粘合劑一硅脂與吸熱板緊密粘結在一起。扁盒式不銹鋼流道(用模具沖壓而成)與不銹鋼吸熱板焊接為一體，各分流道兩端與總匯流道相通，背面是保溫層和保護背板。為了確保承壓性能良好，集熱器(吸熱板和流道)選用厚度0.5-0.6mm的不銹鋼板，邊框采用高強度塑料熱壓型材。扁盒式不銹鋼PV/T組件的熱傳導過程為:太陽電池受太陽光照射進行光電轉換時產生的熱，通過密封膠EVA、背封膜TPT、硅脂、吸熱板傳給梯形流道內的換熱工質水。受熱水比重輕，順上循環(huán)流道上浮，推動下循環(huán)流道中的冷水向下循環(huán)，并從底端匯總流入梯形上循環(huán)流道中吸收光伏電池板的廢熱。
[0022]實施例2
[0023]圖2為本實用新的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置的結構示意圖，其中流道呈管板式，流道部件7為多個純銅圓管，吸熱板6為純鋁肋片，所述流道部件7與吸熱板6上的肋片通過超聲焊接，再與兩端的總匯流管焊接為一體。太陽電池板TPT膜4通過導熱性好的粘接劑5，如硅脂，與吸熱板6的換熱器肋片粘合，構成具有溫差內循環(huán)功能的熱轉換體系O
[0024]本實施例的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，管板式結構的銅鋁復合換熱裝置，即用導熱性能優(yōu)良的純銅圓管，用純鋁肋片，采用成熟的太陽能熱水器加工工藝將銅管與肋片通過超聲焊接，再與兩端匯流管焊接為一體；太陽電池板背膜TPT通過導熱性好的粘接劑(硅脂)與換熱器肋片(吸熱板)粘合，構成具有溫差內循環(huán)功能的熱轉換體系。導熱管敷于電池背板上，中間用導熱絕緣硅膠粘結，再將集熱水槽置于電池組件上部，接觸部位用導熱絕緣硅膠粘結，使其與熱管緊密接觸，之后設置保溫層，以減少熱量損失。太陽能電池組件吸收光照后，電池表面溫度升高，將熱量傳遞給熱管蒸發(fā)段，熱管蒸發(fā)段工質吸熱蒸發(fā)，在冷凝段將熱量傳遞給集熱水槽中的水。
[0025]該換熱體系將太陽能電池板發(fā)電之余產生的熱量吸收，用于加熱管道中的冷水，管道的輸出端口略高于平面板，根據熱虹吸原理，管道中的水吸熱后膨脹上升，在管道的輸出端口安裝一個溫控的水閥，當水達到設定溫度時，水閥打開，就可以得到我們生活所用的熱水。
[0026]管板式銅鋁復合的換熱方式，雖然水流道與吸熱板的接觸面積較小，橫向(沿肋片方向)溫差大、水容量小，但從試驗結果可以看出，只要裝置的保溫性能好，特別是采用導熱性能優(yōu)良(其導熱系數比不銹鋼高約15?20倍)的銅鋁復合材料，完全能彌補傳熱不均勻的缺點。從生產和實用角度考慮，管板式銅鋁復合換熱裝置結構簡單、易加工，只要簡單工裝夾具和焊接設備就能生產，不滲漏、承壓性好、節(jié)約材料、輕便、可靠，成本也只是扁盒式不銹鋼結構的一半左右。
[0027]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實用新型專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內。本實用新型所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，包括太陽能電池、吸熱板、流道部件、保溫層、背板和邊框，其特征在于，所述太陽能電池、吸熱板、流道部件、保溫層和背板設置在所述邊框中；所述太陽能電池的受光面設有高透光鋼化玻璃，背面設有兩層透明的EVA膠，并通過TPT膜進行背封，所述TPT膜通過粘合劑與吸熱板緊密粘結在一起；所述吸熱板和流道部件連接；所述流道部件的背面由內到外依次設置有保溫層和保護背板。
2.如權利要求1所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述流道部件為一上表面形成有多個凹槽的板狀部件，所述流道部件上表面與吸熱板連接為一體，二者之間形成多個分流道，所述多個分流道兩端與總匯流管相通。
3.如權利要求2所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述流道部件為不銹鋼板件，用模具沖壓而成。
4.如權利要求3所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述吸熱板為不銹鋼材料制成。
5.如權利要求4所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述吸熱板和流道部件通過焊接的方式連接為一體。
6.如權利要求5所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述吸熱板和流道部件采用厚度0.5-0.6mm的不銹鋼板。
7.如權利要求1所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述流道部件為多個純銅圓管，所述吸熱板為純鋁肋片，所述流道部件與吸熱板上的肋片通過超聲焊接，再與兩端的總匯流管焊接為一體。
8.如權利要求1至7任一項所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述邊框采用高強度塑料熱壓型材。
9.如權利要求1至7任一項所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述粘合劑為導熱性能良好的硅脂類粘合劑。
10.如權利要求1至7任一項所述的太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，其特征在于，所述保溫層為具有保溫效果的發(fā)泡劑。
【文檔編號】H02S40/42GK204131461SQ201420330679
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2014年6月20日
【發(fā)明者】邵健, 馬玉龍, 張德寶, 盧杰, 張美華, 葉建民 申請人:常熟理工學院