專利名稱：太陽能光電光熱一體化轉(zhuǎn)換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
太陽能光電光熱一體化轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能利用領(lǐng)域，具體地，涉及一種太陽能全息利用的高效轉(zhuǎn) 換設(shè)備，即本實(shí)用新型涉及一種太陽能光電光熱一體化轉(zhuǎn)換設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]太陽能的廣泛應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)全球清潔能源可持續(xù)供給的有效途徑之一。隨著太陽 能應(yīng)用技術(shù)的成熟，城市太陽能源的應(yīng)用將成為太陽能利用的重要方向。長期以來，太 陽能光電和光熱應(yīng)用一直獨(dú)立應(yīng)用，但是由于城市內(nèi)空間有限，單獨(dú)利用某一方面都存 在浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。另外在太陽能光電利用時，由于太陽能電池板溫度升高會使光電轉(zhuǎn) 換效率下降，如果能利用這一部分太陽輻射的熱量加熱水既能為人們提供生活用水，也 能給太陽能電池板降溫從而提高發(fā)電效率成為人們研究的新形勢。[0003]為了在進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的同時減低太陽能電池板的溫度，存在多種降溫裝置。[0004]申請?zhí)枮?00720080379.7、題為“一種晶體硅太陽能電池組件冷卻裝置”的中 國實(shí)用新型專利中描述了一種在電池組件背面粘接水冷卻盒、通過冷卻水降低電池工作 溫度的裝置，但是這種裝置僅僅是用來給太陽能電池組件降溫，沒有涉及這部分太陽能 余熱的利用。[0005]申請?zhí)枮?00820063074.X、題為“一種晶體硅太陽能光電光熱電池組件”的中 國實(shí)用新型專利中描述了一種通過粘接在太陽能電池層壓組件背面的冷卻盒來給太陽能 電池降溫同時利用電池組件光熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量的裝置，但是這種裝置中的冷卻盒是一 個整體的框架并且存在進(jìn)口接頭和出口接頭，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)龐大、材料耗費(fèi)較大，同時 在冷卻介質(zhì)盒中使用的是沸點(diǎn)較低的有機(jī)溶劑，利用的是材料相變傳熱的相變熱媒，成 本較高。[0006]申請?zhí)枮?00820123998.4、題為“光電電池散熱及熱電聯(lián)供系統(tǒng)”的中國實(shí)用 新型專利描述了一種通過中空結(jié)構(gòu)的散熱平板對光電電池進(jìn)行散熱的裝置，但是這種微 熱管結(jié)構(gòu)同樣使用價格昂貴的相變熱媒，成本較高。[0007]申請?zhí)枮?0091(^60246.1、題為“太陽能光電電池高效散熱裝置及熱電聯(lián)供系 統(tǒng)”描述了一種通過平板熱管和板管式換熱器對太陽能光電電池散熱并且產(chǎn)出熱水的裝 置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且使用相變熱媒，成本較高。[0008]現(xiàn)有的多種太陽能電池板散熱方法多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本比較高等缺陷。 實(shí)用新型內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型充分考慮了上述問題，所要解決的技術(shù)問題就是太陽能電池板散熱 性能差造成的光電轉(zhuǎn)換效率低的問題，并且有效地利用了光熱轉(zhuǎn)換的熱能，低成本地提 供了一種太陽能電池板高效的散熱裝置和光熱利用裝置，并能與建筑完美的結(jié)合，為城 市利用太陽能提供新的途徑。[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提出了一種光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括太陽能電池板，具有用于接收太陽光的前表面和通過導(dǎo)熱粘接材料附著到平板集熱器上的后表 面；平板集熱器，所述平板集熱器與所述太陽能電池板的后表面粘接，所述平板集熱器 包括至少一個導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和集熱片，其中所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和所述集熱片間隔設(shè)置。[0011]優(yōu)選地，所述平板集熱器在與所述太陽能電池板的后表面接觸的一側(cè)是平坦的 集熱片，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管附著到所述平坦的集熱片的另一側(cè)表面上。[0012]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道通過主通道相互連通。[0013]優(yōu)選地，所述平板集熱器通過非焊接方式與太陽能電池板粘合在一起。[0014]優(yōu)選地，用保溫材料覆蓋所述平板集熱器與所述太陽能電池板相反的一側(cè)表[0015]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和所述集熱片通過機(jī)械方式連接。[0016]優(yōu)選地，所述平板集熱器是以導(dǎo)熱介質(zhì)通道管為中心，集熱片布置在所述導(dǎo)熱 介質(zhì)通道管兩側(cè)。[0017]優(yōu)選地，所述相鄰導(dǎo)熱介質(zhì)通道管之間的間距是5 15cm。[0018]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管的直徑是5 10mm。[0019]優(yōu)選地，所述集熱片是完整的集熱片，所述完整的集熱片的一側(cè)與太陽能電池 背板緊貼，所述集熱片的另一側(cè)與所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管機(jī)械貼合連接。[0020]上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下有益效果本實(shí)用新型提供了一種新 型的太陽能光電光熱一體化組件，既能提高太陽能的光電的轉(zhuǎn)化率又能吸收太陽輻射熱 量為人們的生活提供熱源，從而實(shí)現(xiàn)太陽能的全息利用；平板集熱器是一種結(jié)構(gòu)簡單、 傳熱效率高、造價低廉的方式。本實(shí)用新型的太陽能光電光熱組件是將銅管吸熱片置于 太陽能電池板背后，與電池板緊密結(jié)合，吸熱片能高效的吸收電池板上積聚所產(chǎn)生的熱 量，同時與吸熱片會把熱量傳遞給與之連接的充有導(dǎo)熱介質(zhì)的銅管，這樣電池板所產(chǎn)生 的熱量就被介質(zhì)帶走，從而達(dá)到降低電池板溫度的目的，又能為人們提供生活熱源。


[0021]根據(jù)結(jié)合附圖的以下描述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將變得易于理解，其中[0022]圖1是本實(shí)用新型的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；。[0023]圖2是本實(shí)用新型的銅管與吸熱片的連接結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖3是光電光熱組件的側(cè)視圖；[0025]圖4是光電光熱組件的剖面圖；[0026]圖5是光電光熱組件的主視圖；以及[0027]圖6是太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0028]現(xiàn)在對本實(shí)用新型的實(shí)施例提供詳細(xì)參考。為解釋本實(shí)用新型將參考附圖描述 下述實(shí)施例。[0029]圖1是本實(shí)用新型的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，太 陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，即太陽能光電光熱組件包括太陽能電池板1和平板集熱器2。其中所述平板集熱器2由多個如圖2所示的導(dǎo)熱介質(zhì)通道4和集熱片5組成。例如，這 里的導(dǎo)熱介質(zhì)通道4是銅管，集熱片5是銅片。其中銅片5位于銅管兩側(cè)。多個銅管和 銅片構(gòu)成了如圖1所示的平板集熱器2，所述平板集熱器2的兩側(cè)還包括流入流出導(dǎo)熱介 質(zhì)的主通道3。主通道3與多個導(dǎo)熱介質(zhì)通道相連，從而可以將導(dǎo)熱介質(zhì)通道中的導(dǎo)熱介 質(zhì)與外界熱交換系統(tǒng)相連通。另外，所述太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備還包括如圖3所示的 框架部分6。其中平板集熱器的長度與電池板1的大小相近，可以將平板集熱器完全附著 于電池板的背面，并與電池板通過非焊接方式緊密粘合在一起，用于更加全面地吸收太 陽能電池的背板熱量。另外，為了進(jìn)一步提高所述光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備的熱轉(zhuǎn)換效率，防 止熱量的散失，在所述平板集熱器與太陽能電池板相反的一側(cè)表面上，用保溫材料覆蓋 以防止熱能散失。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里使用的保溫材料包括但是不局限 于保溫巖棉。[0030]如上所述，圖2是導(dǎo)熱介質(zhì)通道(即銅管)與吸熱片(銅片)的連接示意圖，即 示出了平板集熱器的基本構(gòu)成。銅管與吸熱片通過機(jī)械設(shè)備進(jìn)行連接，連接方式自動化 程度比較高、穩(wěn)定性好。圖2所示的組件是組成平板集熱器的重要部分它的熱傳導(dǎo)性直 接決定組件吸熱性能及熱利用的價值。[0031]例如，所述平板集熱器是由以銅管加吸熱板組成，以銅管為中心，吸熱片布置 在銅管兩側(cè)。一個平板集熱器由幾組這樣的銅管和吸熱片組成，銅管兩端由主管道聯(lián) 通。平板集熱器大小與電池板背面相近。所述平板集熱器由兩個或是兩個以上的銅管加 吸熱板組成。例如銅管和吸熱板邊緣之間的間距為10cm。所述平板集熱器通過非焊接 形式用導(dǎo)熱良好的介質(zhì)與電池板背面粘合在一起。例如，平板集熱器內(nèi)與吸熱板連接的 銅管直徑為6 8mm。[0032]優(yōu)選地，所述吸熱片5是完整的銅片，所述銅片的一側(cè)與太陽能電池背板緊 貼，所述銅板的另一側(cè)與銅管5機(jī)械連接。這樣，由于整個銅片平坦地與太陽能電池緊 貼，提高了太陽能電池背板與銅片之間的熱傳導(dǎo)能力，銅管與吸熱片的緊密機(jī)械連接確 保了可以高效地將吸熱片吸收的熱能通過銅管中的導(dǎo)熱介質(zhì)帶到外部熱交換系統(tǒng)，同時 加熱了導(dǎo)熱介質(zhì)，在降低太陽能電池板的溫度的同時，提供了加熱的導(dǎo)熱介質(zhì)，對太陽 能的光熱進(jìn)行了再利用。這里所采用的是導(dǎo)熱介質(zhì)通過銅管并聯(lián)的方式，導(dǎo)熱介質(zhì)只流 過部分管道后流出組件；還可以采用導(dǎo)熱介質(zhì)串聯(lián)方式，即導(dǎo)熱介質(zhì)途經(jīng)所有集熱管后 流出組件，這均屬于導(dǎo)熱流道設(shè)計的內(nèi)容。[0033]所述平板集熱器的導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和所述集熱片的材料是從以下材料中選擇的 任意一種或其合金銅、不銹鋼、…[0034]如上所述，圖3是光電光熱組件的側(cè)視圖。如圖3所示，所述光電光熱組件還 通過框架8與太陽能電池光電光熱組件固定連接在一起。[0035]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型所述的光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備組件的剖面圖。如圖4所示， 平板集熱器由并排的幾組銅管4和吸熱片5組成，每一個銅管4的上下兩端均與主通道3 相連。銅管內(nèi)的吸熱介質(zhì)通過熱傳導(dǎo)從銅片上帶走銅片從背板吸收的熱量從而達(dá)到降溫 的作用，吸熱介質(zhì)在外部的熱交換系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，例如加熱冷水，從而可以提供加熱 了的生活熱水。[0036]圖5是光電光熱組件的主視圖。圖5中所看到的是太陽能電池板的正面，也就是太陽能電池吸收太陽能的一側(cè)。如圖5所示，圖中還示出了用于傳導(dǎo)吸熱介質(zhì)的主通 道3的接口。[0037]圖6是太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的示意圖。圖6所示是一個簡易的太陽能熱電聯(lián)供 系統(tǒng)。圖6中，水泵7和水箱6通過主通道與光電光熱組件連接在一起，組成了一個高 效的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。所述系統(tǒng)中設(shè)置溫度控制器，溫度控制器放置于太陽能電池板1的 背面，用于測量太陽能電池板1的溫度，通過溫度控制器把信號反饋給水泵7，水泵7啟 動使水強(qiáng)制循環(huán)帶走電池板熱量，主管道水在經(jīng)過換熱把熱量儲存在水箱6中。經(jīng)過試 驗(yàn)研究，圖6的熱電聯(lián)供系統(tǒng)能把太陽能電池板表面溫度穩(wěn)持在設(shè)定溫度以內(nèi)，并產(chǎn)生 40 45°C的熱水。這種高效的太陽能集熱裝置不僅能提高光電轉(zhuǎn)化效率，而且能夠提供 生活熱水，還能提高電池板壽命。此外，平板集熱器又比其他太陽能集熱系統(tǒng)有著簡單 結(jié)構(gòu)、利于加工、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。[0038]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，在不脫離所附權(quán)利要求及其等價物所限定的本實(shí)用新型的原理和范圍的情況下， 可以在對以上實(shí)施例中做出變化。
權(quán)利要求1.一種太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括太陽能電池板，具有用于接收太陽光的前表面和通過導(dǎo)熱粘接材料附著到平板集熱 器上的后表面；平板集熱器，所述平板集熱器與所述太陽能電池板的后表面粘接，所述平板集熱器 包括至少一個導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和集熱片，其中所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管和所述集熱片間隔設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述平板集熱器 在與所述太陽能電池板的后表面接觸的一側(cè)是平坦的集熱片，所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管附著 到所述平坦的集熱片的另一側(cè)表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)熱介質(zhì) 通道通過主通道相互連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述平板集熱 器通過非焊接方式與太陽能電池板粘合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于用保溫材料覆 蓋所述平板集熱器與所述太陽能電池板相反的一側(cè)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)熱介質(zhì) 通道管和所述集熱片通過機(jī)械方式連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述平板集熱 器是以導(dǎo)熱介質(zhì)通道管為中心，集熱片布置在所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述相鄰導(dǎo)熱介 質(zhì)通道管之間的間距是5 15cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管的 直徑是5 10mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能光電光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述集熱片 是完整的集熱片，所述完整的集熱片的一側(cè)與太陽能電池背板緊貼，所述完整的集熱片 的另一側(cè)與所述導(dǎo)熱介質(zhì)通道管機(jī)械貼合連接。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種太陽能光電光熱一體化轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括太陽能電池板，具有用于接收太陽光的前表面和通過導(dǎo)熱粘接材料附著到平板集熱器上的后表面；平板集熱器，所述平板集熱器與所述太陽能電池板的后表面粘接，所述平板集熱器包括至少一個傳熱介質(zhì)通道管和集熱片，其中所述傳熱介質(zhì)通道管和所述集熱片間隔設(shè)置。本實(shí)用新型在降低電池板溫度提高發(fā)電量的同時，又能為人們提供生活熱源。
文檔編號H01L31/052GK201804889SQ20102052453
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者湯青, 沈洪濱, 王錫橋, 甘中學(xué), 黃興博 申請人:新奧光伏能源有限公司, 新奧科技發(fā)展有限公司