CN205178938U - 发电储热装置 - Google Patents

Abstract

一种发电储热装置，包括一透光载板、多个太阳能芯片、多个第一集热鳍管以及多个第二集热鳍管。透光载板具有一第一区以及一第二区。所述多个太阳能芯片配置于透光载板上，位于第一区内，且位于第二区之外。所述多个第一集热鳍管对应于第一区且贴附于透光载板。所述多个第二集热鳍管对应于第二区且与透光载板相隔一空气间隙。此发电储热装置整合太阳光电发电机制与太阳能储热机制，可同时提供发电功能与储存热能，并能有效提升太阳能利用率。

Description

发电储热装置

技术领域

本实用新型是有关于一种再生能源利用装置，且特别是有关于一种应用太阳能的发电储热装置。

背景技术

面对全球暖化的问题，人们开始重视低碳、绿能的重要性，而推动各类型再生能源应用已是全球潮流。日照充沛的地区非常适合发展太阳能系统，例如：太阳能热水系统与太阳光电发电系统。然而，因住宅、大楼及厂房建筑屋顶面积有限，难以同时安装太阳光电发电系统与太阳能热水系统。此外，太阳光电发电系统与太阳能热水系统的架设存在差异，例如安装高度不同、颜色及造型不同等，而要同时采用太阳光电发电系统与太阳能热水系统也相对增加设置成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种发电储热装置，是整合太阳光电发电机制与太阳能储热机制，可同时提供发电功能与储存热能，并能有效提升单位面积的太阳能利用率。

本实用新型的发电储热装置，包括一透光载板、多个太阳能芯片、多个第一集热鳍管以及多个第二集热鳍管。透光载板具有一第一区以及一第二区。所述多个太阳能芯片配置于透光载板上，位于第一区内，且位于第二区之外。所述多个第一集热鳍管对应于第一区且贴附于透光载板。所述多个第二集热鳍管对应于第二区且与透光载板相隔一空气间隙。

在一实施例中，各第一集热鳍管包括一第一鳍片以及一第一管体。第一鳍片贴附于透光载板，且第一管体连接第一鳍片。

在一实施例中，所述发电储热装置还包括一导热层，配置于第一鳍片与透光载板之间。

在一实施例中，所述导热层的材质包括硅、碳或银。

在一实施例中，各第二集热鳍管包括一第二鳍片以及一第二管体。第二鳍片与透光载板相隔空气间隙，其中第二鳍片具有面向透光载板的一第一表面以及相对于第一表面的一第二表面。第二管体连接第二鳍片的第二表面。

在一实施例中，所述发电储热装置还包括一选择性吸收层，覆盖第二鳍片的第一表面。

在一实施例中，选择性吸收层的材质包括氧化镍化合物、氧化铬化合物、氮氧钛化合物、碳化铬化合物、石墨、二氧化硅或纳米碳粉。

在一实施例中，第二鳍片的面积大于第二区的面积。

在一实施例中，第一区包括并排且相互间隔的多个条状区域。所述多个太阳能芯片形成多个芯片串行而分别遮蔽条状区域。

在一实施例中，所述发电储热装置还包括一透光盖板、一第一封装层以及一第二封装层。透光盖板配置于透光载板上，以覆盖所述多个太阳能芯片。第一封装层配置于透光盖板与所述多个太阳能芯片之间。第二封装层配置于透光载板与所述多个太阳能芯片之间，且第一封装层与第二封装层共同包封所述多个太阳能芯片。

本实用新型的有益效果是，可以整合太阳光电发电机制与太阳能储热机制，可同时提供发电功能与储存热能，并能有效提升单位面积的太阳能利用率。

附图说明

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下，其中：

图1绘示依照本揭露的一实施例的一种发电储热装置。

图2绘示由图1的发电储热装置的背侧所见的内部结构。

图3绘示依照图1的太阳能芯片模块的局部剖面结构。

图4绘示图1的发电储热装置沿图1的A-A’面的局部断面结构。

图5为图1的发电储热装置沿图1的A-A’面的局部剖面图。

具体实施方式

图1绘示依照本揭露的一实施例的一种发电储热装置。图2绘示由图1的发电储热装置的背侧所见的内部结构。如图1与2所示，本实施例的发电储热装置100适于接收太阳光，以发电与储存热能。发电储热装置100包括太阳能芯片模块102、壳体104以及配置于太阳能芯片模块102与壳体104所构成的容置空间内的多个集热鳍管106。太阳能芯片模块102适于接收太阳光，并将光能转换为电能。多个集热鳍管106相互连通且可传输工作流体，例如水或其他吸热介质，用以制造热水，或通过工作流体储存热能并将热能传输到外部的热交换系统。

图3绘示依照图1的太阳能芯片模块的局部剖面结构。本实施例的太阳能芯片模块102包括透光载板110、配置于透光载板110上的多个太阳能芯片120以及覆盖太阳能芯片120的透光盖板130。本实施例选用的透光载板110的材质可包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)或铁氟龙(Teflon)等，而透光盖板130的材质可为玻璃，且其表面可进行抗反射处理。此外，太阳能芯片120可预先通过包封材料进行封装。具体而言，第一封装层142以及第二封装层144分别位于所述多个太阳能芯片120的上下两侧，其中第一封装层142配置于透光盖板130与所述多个太阳能芯片120之间，第二封装层144配置于透光载板110与所述多个太阳能芯片120之间。

在此，第一封装层142以及第二封装层144可为热熔胶膜，例如EVA(EthyleneVinylAcetate，乙烯醋酸乙烯共聚物)膜或其他具有类似特性的材料膜。制作时，可预先将太阳能芯片120排列于第一封装层142或第二封装层144之间，完成电性串接后，再进行热压合程序，以使第一封装层142与第二封装层144共同包封所述多个太阳能芯片120。之后，再将第一封装层142、第二封装层144以及包封于其间的太阳能芯片120设置于透光载板110与透光盖板130之间，以形成太阳能芯片模块102。

在本实施例中，太阳能芯片120被排列为多个芯片串行120a，其中由于太阳能芯片120本身不透光的特性，而在太阳能芯片模块102中形成相互间隔且不透光的多个条状的第一区R1，并且同时形成与第一区R1交替排列，而不被太阳能芯片120所遮蔽的多个条状的第二区R2。详细来说，太阳能芯片模块102的透光载板110具有第一区R1与第二区R2，太阳能芯片120铺设在透光载板110的第一区R1内，且位于第二区R2之外，第二区R2保持透光的状态。由此，第一区R1的太阳能芯片120可接收太阳光进行光电转换，且位于第一区R1的集热鳍管106可收集供太阳能芯片120运作之外的余热，用于加热工作流体。此外，太阳光可穿过太阳能芯片模块102的第二区R2而到达位于第二区R2的集热鳍管106，以通过集热鳍管106收集太阳光的热能，加热工作流体。由此，本实施例的发电储热装置100整合了太阳光电发电机制与太阳能储热机制，因此可同时发电与储存热能。

在其他实施例中，太阳能芯片120的串接与排列方式可能随实际需求而变化。换言之，第一区R1与第二区R2的大小、形状、位置等也可能随之改变。举例而言，为了确保第二区R2的集热鳍管106能吸收足够的太阳光的热能，第二区R2的面积可占第一区R1与第二区R2的面积总和的20％-50％。例如，第一区R1的面积占第一区R1与第二区R2的面积总和的60％，而第二区R2的面积占第一区R1与第二区R2的面积总和的40％。

另一方面，为了更有效地利用发电储热装置100所接收到的太阳能，本实施例进一步对集热鳍管106的架构进行设计。

图4绘示图1的发电储热装置100沿图1的A-A’面的局部断面结构，而图5为发电储热装置100沿图1的A-A’面的局部剖面图。如图4与5所示，本实施例的集热鳍管106包括位于第一区R1的第一集热鳍管150以及位于第二区R2的第二集热鳍管160，其中第一集热鳍管150贴附于太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)，以使太阳能芯片120运作之外的余热能有效地传导至第一集热鳍管150。更具体而言，各第一集热鳍管150包括第一鳍片152以及一第一管体154，其中第一鳍片152贴附于透光载板110，而第一管体154连接第一鳍片152，用以传输工作流体。在本实施例中，第一鳍片152还可通过导热层170贴附于太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)，详细来说，导热层170配置于第一鳍片152与透光载板110之间，以提高第一鳍片152与透光载板110之间的热传导效果。所述导热层170包括硅、碳或银等具有良好导热效果的材质。第一鳍片152可为金属，一般可选用铜、铝、不锈钢或钢材等具有良好导热效果的金属。

另一方面，为了避免热能蓄积于第二集热鳍管160与太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)的接面周围，而无法有效传递至第二集热鳍管160内的工作流体，本实施例使所述多个第二集热鳍管160与太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)相隔空气间隙g。在一实施例中，空气间隙g是大于等于3mm。更具体而言，各第二集热鳍管160包括一第二鳍片162以及一第二管体164，其中第二鳍片162与太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)相隔空气间隙g。第二鳍片162具有面向透光载板110的一第一表面160a以及相对于第一表面162a的一第二表面160b。第二管体164连接第二鳍片162的第二表面160b。由于第二鳍片162与太阳能芯片模块102的透光载板110(如图3所示)相隔空气间隙g，因此可避免前述提到的热能蓄积的问题，有助于防止热能的损失，并且大幅提升太阳能利用率。

此外，本实施例可在第二鳍片162的第一表面160a配置一选择性吸收层180，选择性吸收层180是覆盖在第二鳍片162的第一表面160a，以提高第二鳍片162相对于太阳光的吸热效率。在此，选择性吸收层180是为一多层结构，在多层结构中，其材质可包括氧化镍化合物(如Ni-NiOx/Cu-Ni/Al的多层堆叠方式)、氧化铬化合物(如CrN-CrxOy/Cu的多层堆叠方式)、氮氧钛化合物(如TiNxOy/Cu的多层堆叠方式)、碳化铬化合物(如Cu-Cr-C/Cu的多层堆叠方式)、石墨、二氧化硅或纳米碳粉等，或是其他具有相同或类似的光热转换效果的材质。本实施例所选用的选择性吸收层180的光热转换效率可大于85％。此外，第二鳍片162可为金属，一般可选用铜、铝、不锈钢或钢材等具有良好导热效果的金属。

为了尽可能地收集通过第二区R2的光线，本实施例的第二鳍片162与选择性吸收层180的面积可大于或等于第二区R2的面积，又或者如图5所示，第二鳍片162的宽度W1可大于或等于第二区R2的宽度W2。在一实施例中，第二鳍片162的面积(或宽度W1)可大于或等于第二区R2的面积(或宽度W2)的120％。

此外，于太阳能芯片模块102与壳体104所构成的容置空间内，可填充隔热/保温材料，如发泡棉、玻璃纤维棉等，以避免第一鳍管150与第二鳍管160中的热能逸散，更进一步的提升储热的效果。

综上所述，本揭露的发电储热装置的太阳能芯片模块分别设置有太阳能芯片的第一区以及不设置有太阳能芯片的第二区。第一区的太阳能芯片可接收太阳光进行光电转换，且在第一区的第一集热鳍管贴附于透光载板，以收集供太阳能芯片运作之外的余热，用于加热工作流体。此外，太阳能芯片模块的第二区不设置有太阳能芯片，因此太阳光可穿过太阳能芯片模块的第二区而到达第二集热鳍管。第二集热鳍管可收集太阳光的热能，以加热工作流体。由于第一区的第一集热鳍管贴附于透光载板，因此能使太阳能芯片运作之外的余热有效地传导至第一集热鳍管。并且，由于第二区的第二集热鳍管与透光载板相隔空气间隙，因此可避免热能蓄积于第二集热鳍管与透光载板的接面周围而无法有效传递至第二集热鳍管内的工作流体，以防止热能的损失。由此，本揭露的发电储热装置可有效整合太阳光电发电机制与太阳能储热机制，不仅可同时发电与储存热能，还能大幅提升单位面积的太阳能利用率。

虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (8)

1.一种发电储热装置，其特征在于，包括：

一透光载板，具有一第一区以及一第二区；

多个太阳能芯片，配置于该透光载板上，所述太阳能芯片位于该第一区内，且位于该第二区之外；

多个第一集热鳍管，对应于该第一区且贴附于该透光载板；以及

多个第二集热鳍管，对应于该第二区且与该透光载板相隔一空气间隙。

2.如权利要求1所述的发电储热装置，其特征在于，其中各该第一集热鳍管包括：

一第一鳍片，贴附于该透光载板；以及

一第一管体，连接该第一鳍片。

3.如权利要求2所述的发电储热装置，其特征在于，还包括一导热层，配置于该第一鳍片与该透光载板之间。

4.如权利要求1所述的发电储热装置，其特征在于，其中各该第二集热鳍管包括：

一第二鳍片，与该透光载板相隔该空气间隙，其中该第二鳍片具有面向该透光载板的一第一表面以及相对于该第一表面的一第二表面；以及

一第二管体，连接该第二鳍片的该第二表面。

5.如权利要求4所述的发电储热装置，其特征在于，还包括一选择性吸收层，覆盖该第二鳍片的该第一表面。

6.如权利要求4所述的发电储热装置，其特征在于，其中该第二鳍片的面积大于该第二区的面积。

7.如权利要求1所述的发电储热装置，其特征在于，其中该第一区包括并排且相互间隔的多个条状区域，所述太阳能芯片形成多个芯片串行而分别遮蔽所述条状区域。

8.如权利要求1所述的发电储热装置，其特征在于，还包括：

一透光盖板，配置于该透光载板上，以覆盖所述太阳能芯片；

一第一封装层，配置于该透光盖板与所述太阳能芯片之间；以及

一第二封装层，配置于该透光载板与所述太阳能芯片之间，且该第一封装层与该第二封装层共同包封所述太阳能芯片。