CN105356846B - 一种光伏光热一体化组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏光热一体化组件，其包括：光伏电池片，包括多排，多排光伏电池片间隔设置；U型换热管组件，设置有吸热介质进口和吸热介质出口；设置于光伏电池片的下方，且包括多个U型换热管，多个U型换热管并联和/或串联；真空玻璃管，包括多个，设置于光伏电池片的下方，且位于相邻两排光伏电池片的间隙之间，相邻两排光伏电池片的间隙下方的U型换热管设置于真空玻璃管中。本发明的光伏光热一体化组件，通过光伏电池片及设置在光伏电池片间隙之间的真空玻璃管同时吸收太阳辐射能，提高了太阳能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光热光伏技术领域，特别涉及一种光伏光热一体化组件。
背景技术
太阳能作为一种倍受关注的可再生能源，其的应用技术及形式一直是当前的研究热点。在实际的光伏应用中发现，标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为12％～17％，即照射到电池表面上的太阳能大约有80％左右能量将会转化成为热能，对硅电池而言，工作温度每升高10℃，光电转换效率下降6％～8％，因此有必要采取措施对光伏板进行降温，同时将多余热量加以回收利用。而太阳能光伏光热一体化技术是将光伏组件与集热器装置结合起来，同时产生电、热两种能量收益，提高了太阳能的综合利用效率。
目前的太阳能光伏光热一体化技术主要集中在太阳能光伏电池板背面敷设各种形式换热管，通过换热管中流体的对流换热以降低电池温度，并对这部分热能加以利用，但是普遍存在利用的热能温度不高、能源品位低和热利用效率低的缺陷。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种光伏光热一体化组件，通过在光伏电池片间隙处设置真空玻璃管，提高热能利用效率，解决了现有技术热能温度不高、热利用率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种光伏光热一体化组件，其包括：光伏电池片，包括多排，多排所述光伏电池片间隔设置；
U型换热管组件，设置有吸热介质进口和吸热介质出口；设置于所述光伏电池片的下方，且包括多个U型换热管，多个所述U型换热管并联和/或串联；
真空玻璃管，包括多个，设置于所述光伏电池片的下方，且位于相邻两排所述光伏电池片的间隙之间，相邻两排所述光伏电池片的间隙下方的所述U型换热管设置于所述真空玻璃管中。
较佳地，相邻两排所述光伏电池片之间的间隙大于等于所述真空玻璃管的半径，且小于等于所述真空玻璃管的直径，使真空玻璃管的有效采光面积最大化，进一步提高热利用率。
较佳地，所述真空玻璃管的中心轴线与所述光伏电池片所在的平面平行。
较佳地，所述真空玻璃管包括外层玻璃罩管以及内层玻璃管，所述外层玻璃罩管和所述内层玻璃管之间为真空层。
较佳地，所述内层玻璃管的外表面涂覆有选择性吸收涂层。
较佳地，所述真空玻璃管的管口设置有管塞，进一步减少真空玻璃管的热流失。
较佳地，所述U型换热管的外表面设置有肋片，可以进一步强化换热。
较佳地，还包括：两个透光玻璃盖板，所述光伏电池片位于两个所述透光玻璃盖板之间，进一步地，所述光伏电池片与所述透光玻璃盖板之间通过封装胶膜固定。
较佳地，还包括：外壳组件，设置于所述光伏光热一体化组件的外侧；所述外壳组件与所述真空玻璃管一侧的所述透光玻璃板形成封闭的空腔；进一步地，所述空腔中填充有相变储热介质。外壳组件和透光玻璃板形成封闭的空腔，可以进一步减少热量的散失；进一步地，可在空腔中填充相变储热介质，将白天光伏电池片吸收的太阳能所散发的热量转变为潜热储存在相变储能介质中，在夜间将热量释放出来由U型换热管中的吸热介质吸收，进一步提高热利用率。
较佳地，吸热介质先流经所述真空玻璃管外的U型换热管，再流经所述真空玻璃管内的U型换热管。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的光伏光热一体化组件，在光伏电池片的间隙处布置真空玻璃管，光伏电池片及真空玻璃管同时吸收太阳辐射能，光伏电池片下面铺设U型换热管，管中流通的吸热介质将电池片散发的热量带走，保持较高的光电转换效率；
(2)本发明的光伏光热一体化组件，设置吸热介质先流经光伏电池片正下方的U型光热管，然后再进入真空玻璃管中的U型换热管内进一步被加热，提高了吸热介质的出口温度，提高了热能利用品质及综合利用效率；
(3)外壳组件和透光玻璃板形成封闭的空腔，在空腔内填充相变储热介质，在夜间也可对白天吸收的太阳能进行充分利用，进一步提高了热利用率；
(4)本发明的光伏光热一体化组件结构紧凑，制作安装简单方便。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1为本发明的太阳能光伏光热一体化组件的结构示意图；
图2为本发明的太阳能光伏光热一体化组件的主视截面图；
图3为本发明的太阳能光伏光热一体化组件的俯视截面图。
标号说明：1-光伏电池片，2-U型换热管组件，3-真空玻璃管，4-外壳组件；
11-透光玻璃基板，12-透光玻璃基板；
21-第一U型换热管，22第二U型换热管，23-吸热介质进口，24-吸热介质出口，25-隔板；
31-管塞；
41-联箱，42-金属边框，43-尾托；
421-保温层。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
结合图1-图3，对本发明的光伏光热一体化组件进行详细描述，如图1所示为其结构示意图，图2所示为其主视截面图，图3所示为其俯视截面图，其包括：光伏电池片1，U型换热管组件2，真空玻璃管3以及外壳组件4，光伏光热片包括多排，本实施例以四排为例，相邻两排之间存在一定的间隙光伏电池片1设置于两透光玻璃基板11和12之间，正面通过封装胶膜贴附于透光玻璃基板11的下表面，背面通过封装胶膜贴附于透光玻璃基板12的上表面；U型换热管组件2置于光伏电池片1的下方，包括：并联和/或串联的U型换热管，根据其是否位于真空玻璃管3中分别命名为第一U型换热管21和第二U型换热管22，设置有一吸热介质进口23以及一吸热介质出口24；真空玻璃管3设置于光伏光热片1的下方，其位于相邻两排光伏电池片1之间的间隙的下方；外壳组件4包括：联箱41、金属边框42以及尾托43，本实施例中，联箱41设置在U型换热管的开口端，尾托4设置在U型换热管的封闭端，金属边框42设置在四周，联箱41、金属边框42、尾托43以及下方的透光玻璃板形成封闭的长方体空腔。U型换热管组件2及真空玻璃管3均位于空腔中，密闭的空腔可以减少热量的损失。联箱41内用于布置吸热介质的流通管道，尾托43内用于布置光伏光热片的接线盒。
本实施例中，为了达到更好的吸热效果，且为了使结构规则，光伏光热片1组成的列与联箱41和尾托43的水平中心轴线垂直，如图1所示；U型换热管的中心轴线以及真空玻璃管3的中心轴线均与透光玻璃基板平行，如图2所示。
如图3所示，第一U型换热管21之间相互并联，第二U型换热管22之间相互并联，相邻的第一U型换热管21和第二U型换热管22之间相互串联；吸热介质先流经位于光伏电池片1正下方的第一U型换热管21，吸收光伏电池片1散发的热量，然后再流经位于真空玻璃管3中的第二U型换热管22，吸收真空玻璃管3内的太阳辐射热，使吸热介质的温度进一步升高。
本实施例中，为了使结构更稳定，在相邻的U型换热管之间设置有隔板25，使各U型换热管之间的相对位置不变，整个装置的结构更稳定。
本实施例中，为了达到更好的热利用率，使热量散失更慢，在真空玻璃管3的开口端设置有管塞31；金属边框42的内表面还贴附有保温层421，进一步减少热量的流失，提高热利用率。
较佳实施例中，为了强化换热，可在U型换热管的表面设置肋片。
较佳实施例中，真空玻璃管3包括两层，分别为外层玻璃罩管和内层玻璃管，内外两层之间为真空层，内层玻璃管的外表面镀有选择性吸收涂层，使吸热性能更好。
较佳实施例中，为了使真空玻璃管3的有效采光面积达到最大化，光伏电池片1的列间隙距离范围应大于等于真空玻璃管3的半径二小于等于真空玻璃管3的直径。
较佳实施例中，可在联箱41、金属边框42、尾托43以及下方的透光玻璃基板12形成的长方体空腔中填充相变储热介质，可以将白天光伏电池片1吸收的太阳能所散发的热量转化为潜热储存在相变储能介质中，在夜间没有太阳光的时候将热量释放出来由U型换热管中的吸热介质吸收，进一步提高热利用率。
此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种光伏光热一体化组件，其特征在于，包括：
光伏电池片，包括多排，多排所述光伏电池片间隔设置；
U型换热管组件，设置有吸热介质进口和吸热介质出口；设置于所述光伏电池片的下方，且包括多个U型换热管，多个所述U型换热管并联和/或串联；
真空玻璃管，包括多个，设置于所述光伏电池片的下方，且位于相邻两排所述光伏电池片的间隙之间，相邻两排所述光伏电池片的间隙下方的所述U型换热管设置于所述真空玻璃管中。
2.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，相邻两排所述光伏电池片之间的间隙大于等于所述真空玻璃管的半径，且小于等于所述真空玻璃管的直径。
3.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，所述真空玻璃管的中心轴线与所述光伏电池片所在的平面平行。
4.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，所述真空玻璃管包括外层玻璃罩管以及内层玻璃管，所述外层玻璃罩管和所述内层玻璃管之间为真空层。
5.根据权利要求4所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，所述内层玻璃管的外表面涂覆有选择性吸收涂层。
6.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，所述真空玻璃管的管口设置有管塞。
7.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，所述U型换热管的外表面设置有肋片。
8.根据权利要求1所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，还包括：两个透光玻璃盖板，所述光伏电池片位于两个所述透光玻璃盖板之间，进一步地，
所述光伏电池片与所述透光玻璃盖板之间通过封装胶膜固定。
9.根据权利要求8所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，还包括：外壳组件，设置于所述光伏光热一体化组件的外侧；
所述外壳组件与所述真空玻璃管一侧的所述透光玻璃盖板形成封闭的空腔；进一步地，
所述空腔中填充有相变储热介质。
10.根据权利要求1至9任一项所述的光伏光热一体化组件，其特征在于，吸热介质先流经所述真空玻璃管外的U型换热管，再流经所述真空玻璃管内的U型换热管。
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