太阳能热电联产装置的制作方法

本发明属于太阳能综合利用技术领域，具体涉及一种太阳能热电联产装置。

背景技术：

太阳能光伏发电技术是利用半导体器件的光生伏打效应，将太阳光转化为电能的一种技术。最小的光伏发电单元叫做太阳能电池板，经过串并联和结构封装与电气连接后组成太阳能电池组件。太阳能电池板的发电效率与其工作温度呈现负相关特性，即温度越高效率越低。太阳能电池板在受到阳光照射和发电时会发热，致使自身工作温度升高，太阳能电池板的光电转化效率(发电效率)降低。尤其当太阳能电池组件安装在彩钢结构屋顶或其他较为封闭空间时，背部空气流通不畅，使得太阳能阵列的温度更高，如若无法快速将太阳能阵列的热量及时散除，将会影响太阳能电池电转化的效率，也会缩短太阳能电池的寿命。而空气源热泵技术是以空气作为热源的一种热泵技术，常用于生产生活热水和冬季取暖，用来替代传统和化石能源和电暖器，空气源热泵的制热效能比cop(coefficientofperformance，热泵输出热量与消耗电能的比值)与环境温度有关且呈正相关特性，一般来说来说环境温度越高，cop越高；环境温度越低，cop也越低，在北方气温-15℃左右时，cop一般只有2左右，甚至更低，当环境温度再低时，空气源热泵的cop会接近于1，甚至难以正常工作。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种太阳能热电联产装置，能够将太阳能阵列产生的热量及时散除，提升太阳能发电单元的电转化效率、延长电池板的使用寿命，同时利用太阳能发电单元产生的热量提高空气源热泵单元的制热效能比，装置节能高效。

为了解决上述问题，本发明提供一种太阳能热电联产装置，包括太阳能发电单元及空气源热泵单元，所述太阳能发电单元具有太阳能阵列及用于安装所述太阳能阵列的安装平台，所述太阳能阵列具有多个电连接的太阳能电池板，所述安装平台与所述太阳能阵列的背光一侧之间形成空气散热通道，所述空气散热通道具有进风口及出风口，所述空气源热泵单元具有蒸发换热器，所述蒸发换热器与所述出风口贯通连接，以使所述空气散热通道中的热空气能够进入所述蒸发换热器处。

优选地，所述空气散热通道内还设有气流驱动部件，以保证空气能够由所述进风口流入所述空气散热通道并由所述出风口流出。

优选地，所述安装平台包括与所述太阳能阵列平行相对设置的底板及处于所述底板两侧的立壁，所述底板与所述立壁形成一侧开口的安装腔，所述太阳能阵列覆盖安装于所述开口处。

优选地，所述安装平台还包括多个平行设置的支撑架，多个所述支撑架间隔设置于所述安装腔内，且将所述空气散热通道分隔成多个子流道。

优选地，多个所述子流道各自具有的出风口汇总至热空气汇集管道，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道中或所述空气源热泵单元的出风口处。

优选地，所述太阳能热电联产装置还包括监控部件，所述监控部件包括多个传感器，多个所述传感器布设于所述安装平台处于所述空气散热通道内的侧壁上，且与监控报警模块通讯连接。

优选地，所述空气散热通道具有多个，多个所述空气散热通道各自具有的出风口汇总至热空气汇集管道，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道中或所述空气源热泵单元的出风口处。

优选地，所述空气源热泵单元为空气源热泵机组。

优选地，所述太阳能阵列具有多个电连接的太阳能电池板以及至少一片钢化玻璃。

本发明提供的一种太阳能电池组件，所述空气散热通道中的热空气一方面能够对所述太阳能阵列进行冷却，另一方面却能够将被升温的热空气引导至所述蒸发换热器处从而使所述空气源热泵单元的环境温度得到提升，如此能够将太阳能阵列产生的热量及时散除，提升太阳能发电单元的电转化效率、延长电池板的使用寿命，同时利用太阳能发电单元产生的热量提高空气源热泵单元的制热效能比，装置节能高效。

附图说明

图1为本发明实施例的太阳能热电联产装置的结构示意图；

图2为图1中的热空气的流动示意；

图3为图1中的太阳能热电联产装置的内部结构示意图(略去太阳能阵列)；

图4为图1中沿着热空气流动方向的截面图示意(一种方式)；

图5为图1中沿着热空气流动方向的截面图示意(另一种方式)；

图6为图1为本发明另一实施例的太阳能热电联产装置的结构示意图。

附图标记表示为：

1、太阳能阵列；11、太阳能电池板；12、钢化玻璃；2、空气散热通道；21、进风口；22、出风口；23、热空气汇集管道；24、子流道；31、底板；32、立壁；33、支撑架；34、支撑腿；35、梁檩结构；351、梁；352、檩条；51、传感器；52、监控报警模块；6、电力变换装置；7、空气源热泵机组。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种太阳能热电联产装置，包括太阳能发电单元及空气源热泵单元，所述太阳能发电单元具有太阳能阵列1及用于安装所述太阳能阵列1的安装平台，所述太阳能阵列1具有多个电连接的太阳能电池板11，所述安装平台与所述太阳能阵列1的背光一侧之间形成空气散热通道2，所述空气散热通道2具有进风口21及出风口22，所述空气源热泵单元具有蒸发换热器，所述蒸发换热器与所述出风口22贯通连接，以使所述空气散热通道2中的热空气能够进入所述蒸发换热器处，所述空气源热泵单元可以采用传统的空气源热泵机组7，而最好的是，所述蒸发换热器所处的壳体应进行相应的结构改进，以承接所述空气散热通道2中的热空气。该技术方案中，所述空气散热通道2中的热空气一方面能够带走所述太阳能阵列1的热量，另一方面能够将被加热的空气引至所述蒸发换热器处，从而使所述空气源热泵单元所处的环境温度得到提升，改善了所述空气源热泵单元的工况。如此能够将太阳能阵列产生的热量及时散除，提升太阳能发电单元的电转化效率、延长电池板的使用寿命，同时利用太阳能发电单元产生的热量提高空气源热泵单元的制热效能比，使所述空气源热泵单元更节能高效。

优选地，所述空气散热通道2内还设有气流驱动部件(图未示出)，以保证空气能够由所述进风口21流入所述空气散热通道2并由所述出风口22流出，所述气流驱动部件例如可以为驱动风扇、风机等，通过其迫使外部空气进入所述空气散热通道2并形成由所述进风口21朝向出风口22方向的流动，从而形成更为高效的热量转移与利用。

作为所述安装平台的一种具体实施方式，优选地，所述安装平台包括与所述太阳能阵列1平行相对设置的底板31及处于所述底板31两侧的立壁32，所述底板31与所述立壁32形成一侧开口的安装腔，所述太阳能阵列1遮盖安装于所述开口处，而可以理解的是，此时的所述立壁32、底板31与上方的所述太阳能阵列1共同形成所述空气散热通道2，使所述太阳能装置的结构更加简单、紧凑，进一步的，所述底板31上构造有保温层，这有利于所述空气散热通道2中的热空气热量的后续回收利用，同时，其也能够有效隔离所述底板31下方空间的热量损失(如底板31作为屋顶使用时，能起到房屋保温作用)。所述边立壁32的外侧可附加包边结构，包边结构对所述立壁32形成保护的同时还能够提高所述太阳能装置的外观美感。

进一步的，所述安装平台还包括多个平行设置的支撑架33，多个所述支撑架33间隔设置于所述安装腔内，且将所述空气散热通道2分隔成多个子流道24，这种方式尤其适用于所述太阳能阵列1的面积偏大的情况下，此时的所述太阳能阵列1可以包括多个相互串并联电连接且拼接的太阳能电池板11，进一步的，所述支撑架33处于彼此相邻的两个太阳能电池板11之间的位置，对其实现支撑与连接。

优选地，多个所述子流道24各自具有的出风口22汇总至热空气汇集管道23，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道23中，所述热空气汇集管道23的主要作用是将所述各个子流道24中的热空气进行汇总收集并与后续的所述空气源热泵单元贯通，使结构设计更加紧凑，而可以理解的是，所述多个子流道24当然亦可以彼此相对独立的被引导进入所述空气源热泵单元；当然，所述气流驱动部件还可以处于所述空气源热泵单元的出风口处，此时，可以理解的是，所述气流驱动部件可以用所述空气源热泵单元的出风风机(排风扇)取代。

可选的是，所述空气散热通道2具有多个，多个所述空气散热通道2彼此相对独立的存在而不局限于上述的通过所述支撑架33分隔形成，多个所述空气散热通道2各自具有的出风口22汇总至热空气汇集管道23，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道23中或所述空气源热泵单元的出风口处。

优选地，所述太阳能热电联产装置还包括监控部件，所述监控部件包括多个传感器51，多个所述传感器51布设于所述安装平台处于所述空气散热通道2(具体的例如可以是子流道24内)内的侧壁或者底壁上，且与监控报警模块52通讯连接。所述传感器51例如可以采用温度传感器，用于监测所述空气散热通道2(含子流道24)内的空气的温度和太阳能电池板11的温度，以实现效能最佳状态；还可以采用空气成分探测器，用于监测空气的相关成分数据，以提前发现装置异常状态，排除可能发生的故障，杜绝电气火灾隐患。

进一步的，所述安装平台包括支撑腿34，所述支撑腿34固定连接于所述底板31远离所述太阳能阵列1的一侧，用于对上部的太阳能阵列1形成特定倾斜角度的支撑。在不同的场合中，支撑腿34的表现形式可以不同，如在平屋顶结构上安装时，表现为支撑腿34配合横梁斜梁结构；在代替屋顶使用时，可用梁檩结构35替换支撑腿34，例如图6所示，所述梁檩结构35包括处于所述底板31远离所述太阳能阵列1的一侧的多条平行间隔设置的檩条352，所述多条檩条352则置于多条梁351之上。

可以理解的是，所述太阳能装置还包括相应的电力变换装置6，用于对所述太阳能电池板11所发出的直流电进行变流等调整，作为公知的技术本发明不做赘述。

图1中影的区域所示为钢化玻璃12，阳光可以透过所述钢化玻璃12照射到空气散热通道2(具体的可以为子流道24中)底板和侧壁上(含支撑架33或立壁32)，底板和侧壁吸收阳光后发热，加热空气散热通道2内的空气，钢化玻璃12对热空气有一定的保温作用。钢化玻璃12非必须部件，仅用于一些特定工况，例如所述太阳能装置的太阳能阵列1部分区域处于有阴影遮挡情况的区域，可以将多个太阳能电池板11中的一个或多个太阳能电池板11用钢化玻璃12取代，而避免在此处阴影对同一组串的其他太阳能电池板11发电造成影响，若有阴影遮挡情况的区域采用太阳能电池板11还会造成资源浪费和成本上升，同时钢化玻璃12可以在保证所述太阳能阵列平台的完整性外还能够产热，利于对其下方的所述空气散热通道2中空气的加热利用；在另一特定条件下，如一个空气散热通道2或者子流道24中大于5个太阳能电池板11时，通道内空气温度会很高，致使靠近热空气汇集管道23的太阳能电池板11的温度很难降低甚至会升高，将严重影响太阳能电池板11的发电效率和使用寿命，这时可以替换成钢化玻璃12，继续加热空气，但不再发电；在另一特定条件下，如在边沿、顶部区域尺寸无法满足太阳能电池板11安装需要时，用钢化玻璃12替代太阳能电池板11，充分利用空间加热空气，并保证了结构完整。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。