户用光伏光热一体化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种户用光伏光热一体化系统，涉及光伏光热【技术领域】，包括光伏光热组件，所述光伏光热组件同时连接有逆变器和集热循环系统，所述光伏光热组件包括依次结合的玻璃板、EVA薄膜、太阳能电池片、EVA薄膜、背板和保温材料，所述背板与所述保温材料之间设有粘贴在所述背板上的微通道热管，所述微通道热管的一端插入到内置水箱中，所述内置水箱位于所述背板与所述保温材料之间并粘贴在所述背板上，所述内置水箱串接于所述集热循环系统中；所述光伏光热组件外周设有边框，并通过所述边框固定在支架组件上。本实用新型解决了现有技术中光伏系统光电转换效率低，占用面积大等技术问题。本实用新型光电转换效率高，可适用于非楼顶家庭。
【专利说明】户用光伏光热一体化系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏光热【技术领域】，特别涉及一种户用光伏光热一体化系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断进步，科技的飞速发展，能源问题成为了人们最关注的问题，随着煤炭、石油等不可再生能源储量的告急，光能和风能等可再生能源在人们的生产和生活中得到了广泛的应用。尤其是太阳能，以其无地域限制、无危害、储量巨大等优点得到了更广泛的应用，大到光伏电站，小到家用热水器，处处可见人们利用太阳能的实例。
[0003]2012年10月底，国家电网公司宣布对分布式光伏电源实行“免费接入、全额收购”政策，为家庭光伏电站建设打开了大门。众所周知，光伏组件利用太阳能进行发电，但太阳能电池对太阳能的利用率达不到百分之百，会有一部分热量散失，并且太阳能电池中电子运动会产生热量，因此光伏组件发电过程中太阳能电池片的表面温度会升高，研究表明太阳能电池片温度高于40°时会明显降低其光电转换效率。
[0004]现有的光伏光热一体系统对太阳能的转换效率较低，且其占地面积较大，需要安装在楼顶上，然而楼顶的面积有限，许多非楼顶家庭就无法建立家庭光伏电站，故需要一种每家每户都可建立，并且太阳能转换效率闻的光伏光热一体化系统。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种户用光伏光热一体化系统，此户用光伏光热一体化系统太阳能转换效率高，在提高光电转换效率的同时可提供生活用热水。
[0006]更进一步的，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种户用光伏光热一体化系统，此户用光伏光热一体化系统太阳能转换效率高，在提高光电转换效率的同时可提供生活用热水；且占地面积小，可安装在阳台或户外墙壁上。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0008]一种户用光伏光热一体化系统，包括光伏光热组件，所述光伏光热组件同时连接有逆变器和集热循环系统，所述光伏光热组件包括依次结合的玻璃板、EVA薄膜、太阳能电池片、EVA薄膜、背板和保温材料，所述背板与所述保温材料之间设有粘贴在所述背板上的微通道热管，所述微通道热管的一端插入到内置水箱中，所述内置水箱位于所述背板与所述保温材料之间并粘贴在所述背板上，所述内置水箱串接于所述集热循环系统中；所述光伏光热组件外周设有边框，并通过所述边框固定在支架组件上。
[0009]其中，所述光伏光热组件中设有第一温度传感器；所述集热循环系统包括与所述内置水箱构成回路的循环水箱和循环泵，所述循环水箱同时连通有保温水箱和冷水管；所述循环水箱中设有第二温度传感器；所述循环水箱与所述内置水箱之间设有第一阀门，所述循环水箱与所述保温水箱之间设有第二阀门，所述循环水箱与所述冷水管之间设有第三阀门。
[0010]其中，所述微通道热管内填充有低温挥发物质。[0011]其中，所述低温挥发物质为丙酮、甲酸甲脂、乙烷、乙醇或甲苯。
[0012]其中，所述微通道热管位于所述内置水箱内的部分与位于所述内置水箱外的部分之间夹有锐角。
[0013]其中，所述支架组件包括一纵截面为直角三角形的支架，所述支架的倾斜平面与垂直平面之间的夹角小于15° ;所述支架的倾斜平面上横向设有铝合金导轨，所述光伏光热组件的边框固定在所述铝合金导轨上。
[0014]其中，所述循环水箱内还设有液位传感器。
[0015]其中，所述光伏光热一体化系统还包括用于根据所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述液位传感器的信号控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门和所述循环泵动作的控制器。
[0016]其中，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均为电磁阀。
[0017]其中，所述微通道热管和所述内置水箱均通过导热胶粘贴在所述背板上。
[0018]采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:
[0019]由于本实用新型户用光伏光热一体化系统的背板上粘贴有微通道热管，微通道热管的一端插入到内置水箱中，内置水箱位于背板与保温材料之间并粘贴在背板上，内置水箱串接于集热循环系统中。微通道热管可将光伏光热组件发电时产生的热量迅速的传导到内置水箱中，将内置水箱中的水加热，内置水箱中的热水进入到集热循环系统中，集热循环系统将热水放出做为生活用热水，然后补充进冷水，同时将冷水补充进内置水箱中，即对光伏光热组件进行了降温，提高了光电转换效率，又提供了生活用水。
[0020]由于集热循环系统还包括保温水箱，在循环水箱中的水温超过设定值时，将循环水箱中的热水放到保温水箱中，循环水箱补充进冷水继续为光伏光热组件降温，可保证在人们没有使用热水的情况下，也能将热水及时的排出，补充冷水继续为光伏光热组件降温，进一步提高了光伏光热组件的光电转换效率。
[0021]由于光伏光热组件固定在支架上，支架的纵截面为直角三角形结构，支架的倾斜平面与垂直平面之间的夹角小于15°，这样光伏光热组件的占地面积较小，可放置到阳台，或是固定到户外的墙壁上，从而使得非楼顶家庭也能够建立家庭光伏电站。
[0022]综上所述，本实用新型户用光伏光热一体化系统解决了现有技术中光伏光热系统光电转换效率低，占用面积大，只能放置在楼顶等技术问题。本实用新型户用光伏光热一体化系统光电转换效率高，占地面积小，可适用于非楼顶家庭。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型户用光伏光热一体化系统的结构框图；
[0024]图2是本实用新型户用光伏光热一体化系统的光伏组件的立体结构示意图；
[0025]图3是本实用新型户用光伏光热一体化系统的光伏组件的集热系统结构示意图；
[0026]图4是本实用新型户用光伏光热一体化系统的光伏组件的结构示意图；
[0027]图5是本实用新型户用光伏光热一体化系统的控制系统的结构框图；
[0028]其中:10、光伏组件，11、保温材料，12、内置水箱，120、内置水箱水管，13、背板，14、微通道热管，16、玻璃板，18、太阳能电池片，19、铝合金边框，20、支架，22、铝合金导轨，24、边压块。【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
[0030]如图1、图3和图4共同所不,一种户用光伏光热一体化系统,包括光伏光热组件，光伏光热组件同时连接有逆变器和集热循环系统。光伏光热组件包括依次结合的玻璃板16、EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)薄膜(由于 EVA薄膜较薄，故在图中未示出)、太阳能电池片18、EVA薄膜、背板13和保温材料11。背板13与保温材料11之间设有若干微通道热管14，各微通道热管14通过导热胶并排粘贴在背板13上；在背板13与保温材料11之间还设有内置水箱12，内置水箱12也通过导热胶粘贴在背板上，并设置在光伏光热组件的一端。各微通道热管14两端均密封，各微通道热管14靠近内置水箱12的一端末端均抬起插入到内置水箱12中，且插入内置水箱12中的部分扭曲，并与位于内置水箱12外部的热管夹有锐角，本实施方式中优选为45°角。各微通道热管14中均填充有低温挥发物质，填充量在30%左右，低温挥发物质可提升微通道热管14的传热速度。低温挥发物质为丙酮、甲酸甲脂、乙烷、乙醇或甲苯。内置水箱12的两端各设有一个用于连通集热循环系统的内置水箱水管120，内置水箱水管120为不锈钢水管。在保温材料11和微通道热管14之间设有用于测量光伏光热组件温度的第一温度传感器Tl。
[0031]如图1所示，光伏光热组件中的太阳能电池片18 (如图4所示)通过光伏电缆与逆变器电连接，太阳能电池片18所产生的直流电经逆变器逆变后转化成交流电接入户内配电箱。户内配电箱中安装有光伏计量电表以及双向计量电表，用于计量太阳能电池片18所产生的电量、上网电量以及从电网取得的电量。户内配电箱中还安装有用于控制整个光伏光热一体化系统的控制系统。
[0032]如图1和图3共同所示，集热循环系统包括与内置水箱12的一个内置水箱水管120连通的循环水箱，循环水箱与内置水箱12之间设有第一阀门A。循环水箱内设有循环泵，循环泵连通内置水箱12的另一个内置水箱水管120。循环水箱中设有第二温度传感器T2和液位传感器LE。循环水箱的热水出水口连通有保温水箱，循环水箱与保温水箱之间设有第二阀门B，保温水箱用于存储热水。循环水箱的补水口连接有冷水管，循环水箱与冷水管之间设有第三阀门C。第一阀门A、第二阀门B和第三阀门C均为电磁阀。
[0033]如图5所示，控制系统包括控制器，控制器同时电连接第一温度传感器Tl、第二温度传感器T2、液位传感器LE、第一阀门A、第二阀门B、第三阀门C和循环泵。
[0034]如图2和图3共同所示，光伏光热组件10外周设有铝合金边框19，光伏光热组件10固定在支架组件上。支架组件包括一纵截面为直角三角形的支架20，支架20的倾斜平面与垂直平面之间的夹角小于15°，本实施例中优选为10°。支架20的倾斜平面上横向设有两根铝合金导轨22，两根铝合金导轨22均水平设置，铝合金边框19安装在两根铝合金导轨22上，在铝合金导轨22的两端均设有边压块24，边压块24将光伏光热组件进一步的固定在支架20上。由于支架20的倾斜平面与垂直平面之间的夹角仅为10°，从而使得支架20的水平平面面积较小，即光伏光热组件10安装后的占地面积较小，可放置在阳台上，或是固定到户外前墙或山墙的墙壁上，从而使得非楼顶家庭也能够建立家庭光伏电站。
[0035]本实用新型的工作原理如下:
[0036]光伏光热组件接受太阳光照射后，太阳能电池片将光能转换为电能输出，太阳能电池片输出的电能经过逆变器变成交流电，可以为冰箱、电视、洗衣机等家用电器供电，多余的电量可以上网卖给电力公司。在光伏光热组件发电的过程中太阳能电池片的表面温度会升高，粘贴在背板上的微通道热管会将太阳能电池片产生的热量及时的传导到内置水箱中。当第一温度传感器Tl检测到的温度低于40°时，第一阀门A、第二阀门B、第三阀门C以及循环泵均处于关闭状态。当第一温度传感器检测到的温度高于40°时，第一阀门A打开，循环泵开始工作，通过循环降低光伏光热组件温度，以提高太阳能电池片的光电转换效率；当循环水箱中的第二温度传感器T2检测到的温度高于40°时，第一阀门A关闭，循环泵停止工作，第二阀门B打开，循环水箱中的热水进入到保温水箱中，当循环水箱中的水全部进入到保温水箱后，第二阀门B关闭，同时第三阀门C打开，向循环水箱内补充冷水，当液位传感器LE检测到循环水箱已满后，关闭第三阀门C，同时开启第一阀门A和循环泵，为光伏光热组件继续降温，从而可时刻保证太阳能电池片的光电转换效率处于很高的水平。保温水箱中的热水可用于生活用水，最大限度的利用了太阳能。
[0037]本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.户用光伏光热一体化系统，包括光伏光热组件，所述光伏光热组件同时连接有逆变器和集热循环系统，所述光伏光热组件包括依次结合的玻璃板、EVA薄膜、太阳能电池片、EVA薄膜、背板和保温材料，其特征在于:所述背板与所述保温材料之间设有粘贴在所述背板上的微通道热管，所述微通道热管的一端插入到内置水箱中，所述内置水箱位于所述背板与所述保温材料之间并粘贴在所述背板上，所述内置水箱串接于所述集热循环系统中；所述光伏光热组件外周设有边框，并通过所述边框固定在支架组件上。
2.根据权利要求1所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述光伏光热组件中设有第一温度传感器；所述集热循环系统包括与所述内置水箱构成回路的循环水箱和循环泵，所述循环水箱同时连通有保温水箱和冷水管；所述循环水箱中设有第二温度传感器；所述循环水箱与所述内置水箱之间设有第一阀门，所述循环水箱与所述保温水箱之间设有第二阀门，所述循环水箱与所述冷水管之间设有第三阀门。
3.根据权利要求2所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述微通道热管内填充有低温挥发物质。
4.根据权利要求3所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述低温挥发物质为丙酮、甲酸甲脂、乙烷、乙醇或甲苯。
5.根据权利要求2所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述微通道热管位于所述内置水箱内的部分与位于所述内置水箱外的部分之间夹有锐角。
6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的户用光伏光热一体化系统,其特征在于:所述支架组件包括一纵截面为直角三角形的支架，所述支架的倾斜平面与垂直平面之间的夹角小于15° ;所述支架的倾斜平面上横向设有铝合金导轨，所述光伏光热组件的边框固定在所述铝合金导轨上。
7.根据权利要求6所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述循环水箱内还设有液位传感器。
8.根据权利要求7所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:光伏光热一体化系统还包括用于根据第一温度传感器、第二温度传感器、液位传感器的信号控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和循环泵动作的控制器。
9.根据权利要求8所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均为电磁阀。
10.根据权利要求1所述的户用光伏光热一体化系统，其特征在于:所述微通道热管和所述内置水箱均通过导热胶粘贴在所述背板上。
【文档编号】H02S40/42GK203722577SQ201420048303
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】王稳稳, 徐福生, 王成宝 申请人:山东宏力光电技术有限公司