一种太阳能光伏光热一体化联用装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能光伏光热一体化联用装置，包括太阳能电池、吸热板、流道部件、保温层、背板和边框，所述太阳能电池的受光面设有高透光钢化玻璃，背面设有两层透明的EVA胶，并通过TPT膜进行背封，所述TPT膜通过粘合剂与吸热板紧密粘结在一起；所述吸热板和流道部件连接；所述流道部件的背面由内到外依次设置有保温层和保护背板。通过在联用装置中添加换热装置以有效降低电池板温度，从而提高太阳能电池板的光电转换效率，同时提供较多的生活用热水；本实用新型的太阳能光伏光热一体化联用装置，还具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗压能力强等一系列优点。
【专利说明】一种太阳能光伏光热一体化联用装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能源转换设备，尤其涉及一种可将太阳能同时转变成电能和生活用热能的太阳能光伏光热一体化联用装置，属于新能源或者可再生能源【技术领域】，可广泛应用于太阳能光伏综合光电电站、光热接收设备。
【背景技术】
[0002]光伏光热结合是太阳能综合应用的重要发展趋势之一。太阳能光伏/光热联用装置(Photovoltaic and Thermal Panel,简称PVT)是一种能够将太阳能同时转变成电能和生活用热能的一种能源转换设备。它能有效控制太阳能电池工作温度，使太阳能电池在较低的温度下产生较多的电能，同时获得一定的热能。由于晶体硅太阳电池受阳光照射进行光电转换时，在透射光中高于禁带宽度的高能光子和低于禁带宽度的低能光子以及光生载流子(电子和空穴)复合等，均会释放出能量，其中绝大部分转换为热能而使电池温度升高到60°C以上。温度上升将使载流子扩散系数增大、本征载流子急剧增加，从而引起反向饱和电流呈几何级数增长，导致开路电压大幅下降，其下降平均值约为2.1?2.3my/("C.片)。虽然短路电流随温度升高也会有所增加，但其增加甚微可忽略不计，填充因子也会变差，输出功率、光电转换效率等也随之下降。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在提供一种太阳能光伏光热一体化联用装置，通过在联用装置中添加换热装置以有效降低电池板温度，从而提高太阳能电池板的光电转换效率，同时提供较多的生活用热水；本本实用新型的太阳能光伏光热一体化联用装置，还具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗压能力强等一系列优点。
[0004]本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种太阳能光伏光热一体化联用装置，包括太阳能电池、吸热板、流道部件、保温层、背板和边框，其特征在于，所述太阳能电池、吸热板、流道部件、保温层和背板设置在所述边框中；所述太阳能电池的受光面设有高透光钢化玻璃，背面设有两层透明的EVA胶，并通过TPT膜进行背封，所述TPT膜通过粘合剂与吸热板紧密粘结在一起；所述吸热板和流道部件连接；所述流道部件的背面由内到外依次设置有保温层和保护背板。
[0005]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述流道部件为一上表面形成有多个凹槽的板状部件，所述流道部件上表面与吸热板连接为一体，二者之间形成多个分流道，所述多个分流道两端与总汇流管相通。
[0006]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述流道部件为不锈钢板件，用模具冲压而成。
[0007]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述吸热板为不锈钢材料制成。
[0008]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述吸热板和流道部件通过焊接的方式连接为一体。
[0009]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述吸热板和流道部件采用厚度0.5-0.6mm的不锈钢板。
[0010]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述流道部件为多个纯铜圆管，所述吸热板为纯铝肋片，所述流道部件与吸热板上的肋片通过超声焊接，再与两端的总汇流管焊接为一体。
[0011]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述边框采用高强度塑料热压型材。
[0012]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述粘合剂为导热性能良好的硅脂类粘合剂。
[0013]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述保温层为具有保温效果的发泡剂。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果:通过在联用装置中添加换热装置以有效降低电池板温度，从而提高太阳能电池板的光电转换效率，同时提供较多的生活用热水；本本实用新型的太阳能光伏光热一体化联用装置，还具有易加工、成本低、平整度和密封性好、抗压能力强等一系列优点。本实用新型的太阳能光伏光热一体化联用装置在加热水的同时，降低了太阳能电池板的温度，提高了太阳能电池板的光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新的太阳能光伏光热一体化联用装置的结构示意图，其中流道呈扁盒式。
[0016]图2为本实用新的太阳能光伏光热一体化联用装置的结构示意图，其中流道呈管板式。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0018]实施例1
[0019]如图1所示，本实用新的太阳能光伏光热一体化联用装置的结构示意图，其中流道呈扁盒式。太阳能光伏光热一体化联用装置，包括太阳能电池1、吸热板6、流道部件7、保温层8、背板9和边框10，所述太阳能电池1、吸热板6、流道部件7、保温层8和背板9设置在所述边框10中；所述太阳能电池I的受光面设有高透光钢化玻璃2，背面设有两层透明的EVA胶3，并通过TPT膜4进行背封，所述TPT膜4通过粘合剂5与吸热板6紧密粘结在一起；所述吸热板6和流道部件7连接；所述流道部件7的背面由内到外依次设置有保温层8和保护背板9。其中，流道部件7为一上表面形成有多个凹槽的板状部件，所述流道部件7上表面与吸热板6连接为一体，二者之间形成多个分流道，所述多个分流道两端与总汇流管相通；所述流道部件为不锈钢流道，用模具冲压而成；吸热板6为不锈钢材料制成；吸热板6和流道部件7通过焊接的方式连接为一体；吸热板6和流道部件7均采用厚度0.5-0.6mm的不锈钢板。
[0020]进一步地，本实用新中的太阳能光伏光热一体化联用装置中，所述边框10采用高强度塑料热压型材；所述粘合剂5为导热性能良好的硅脂类粘合剂；所述保温层8为具有保温效果的发泡剂。
[0021]本实施例中，流道呈扁盒式的梯形流道，电池受光面是高透光钢化玻璃，下面足两层透明EVA胶，单晶硅太阳电池被密封在EVA中间。为了确保有良好的气密性和绝缘性，背封仍采用耐老化的TPT膜，通过导热性能良好的粘合剂一硅脂与吸热板紧密粘结在一起。扁盒式不锈钢流道(用模具冲压而成)与不锈钢吸热板焊接为一体，各分流道两端与总汇流道相通，背面是保温层和保护背板。为了确保承压性能良好，集热器(吸热板和流道)选用厚度0.5-0.6mm的不锈钢板，边框采用高强度塑料热压型材。扁盒式不锈钢PV/T组件的热传导过程为:太阳电池受太阳光照射进行光电转换时产生的热，通过密封胶EVA、背封膜TPT、硅脂、吸热板传给梯形流道内的换热工质水。受热水比重轻，顺上循环流道上浮，推动下循环流道中的冷水向下循环，并从底端汇总流入梯形上循环流道中吸收光伏电池板的废热。
[0022]实施例2
[0023]图2为本实用新的太阳能光伏光热一体化联用装置的结构示意图，其中流道呈管板式，流道部件7为多个纯铜圆管，吸热板6为纯铝肋片，所述流道部件7与吸热板6上的肋片通过超声焊接，再与两端的总汇流管焊接为一体。太阳电池板TPT膜4通过导热性好的粘接剂5，如硅脂，与吸热板6的换热器肋片粘合，构成具有温差内循环功能的热转换体系O
[0024]本实施例的太阳能光伏光热一体化联用装置，管板式结构的铜铝复合换热装置，即用导热性能优良的纯铜圆管，用纯铝肋片，采用成熟的太阳能热水器加工工艺将铜管与肋片通过超声焊接，再与两端汇流管焊接为一体；太阳电池板背膜TPT通过导热性好的粘接剂(硅脂)与换热器肋片(吸热板)粘合，构成具有温差内循环功能的热转换体系。导热管敷于电池背板上，中间用导热绝缘硅胶粘结，再将集热水槽置于电池组件上部，接触部位用导热绝缘硅胶粘结，使其与热管紧密接触，之后设置保温层，以减少热量损失。太阳能电池组件吸收光照后，电池表面温度升高，将热量传递给热管蒸发段，热管蒸发段工质吸热蒸发，在冷凝段将热量传递给集热水槽中的水。
[0025]该换热体系将太阳能电池板发电之余产生的热量吸收，用于加热管道中的冷水，管道的输出端口略高于平面板，根据热虹吸原理，管道中的水吸热后膨胀上升，在管道的输出端口安装一个温控的水阀，当水达到设定温度时，水阀打开，就可以得到我们生活所用的热水。
[0026]管板式铜铝复合的换热方式，虽然水流道与吸热板的接触面积较小，横向(沿肋片方向)温差大、水容量小，但从试验结果可以看出，只要装置的保温性能好，特别是采用导热性能优良(其导热系数比不锈钢高约15?20倍)的铜铝复合材料，完全能弥补传热不均匀的缺点。从生产和实用角度考虑，管板式铜铝复合换热装置结构简单、易加工，只要简单工装夹具和焊接设备就能生产，不渗漏、承压性好、节约材料、轻便、可靠，成本也只是扁盒式不锈钢结构的一半左右。
[0027]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏光热一体化联用装置，包括太阳能电池、吸热板、流道部件、保温层、背板和边框，其特征在于，所述太阳能电池、吸热板、流道部件、保温层和背板设置在所述边框中；所述太阳能电池的受光面设有高透光钢化玻璃，背面设有两层透明的EVA胶，并通过TPT膜进行背封，所述TPT膜通过粘合剂与吸热板紧密粘结在一起；所述吸热板和流道部件连接；所述流道部件的背面由内到外依次设置有保温层和保护背板。
2.如权利要求1所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述流道部件为一上表面形成有多个凹槽的板状部件，所述流道部件上表面与吸热板连接为一体，二者之间形成多个分流道，所述多个分流道两端与总汇流管相通。
3.如权利要求2所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述流道部件为不锈钢板件，用模具冲压而成。
4.如权利要求3所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述吸热板为不锈钢材料制成。
5.如权利要求4所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述吸热板和流道部件通过焊接的方式连接为一体。
6.如权利要求5所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述吸热板和流道部件采用厚度0.5-0.6mm的不锈钢板。
7.如权利要求1所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述流道部件为多个纯铜圆管，所述吸热板为纯铝肋片，所述流道部件与吸热板上的肋片通过超声焊接，再与两端的总汇流管焊接为一体。
8.如权利要求1至7任一项所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述边框采用高强度塑料热压型材。
9.如权利要求1至7任一项所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述粘合剂为导热性能良好的硅脂类粘合剂。
10.如权利要求1至7任一项所述的太阳能光伏光热一体化联用装置，其特征在于，所述保温层为具有保温效果的发泡剂。
【文档编号】H02S40/42GK204131461SQ201420330679
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】邵健, 马玉龙, 张德宝, 卢杰, 张美华, 叶建民 申请人:常熟理工学院