CN203895479U - 太阳能热电联产系统 - Google Patents

Description

太阳能热电联产系统

技术领域

本实用新型属于太阳能应用技术领域，尤其涉及一种太阳能热电联产系统。

背景技术

太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用， 其中太阳能热电联产系统由光伏发电单元和热收集单元共同组成可同时产生电能和热能，通过对太阳能全波段能量进行一体化利用，可以大大提高太阳能的综合利用效率及经济性，并能很好地降低光伏发电成本，节约太阳能电池使用面积，减少我国电池板生产的总体能耗和污染，对太阳能的规模化应用与推广及节约资源具有重大作用。经过对太阳能电池板进行的长期实验测试，发现太阳能发电系统在发电的过程中，太阳能电池板表面的温度升至50℃以上，会直接导致太阳能电池板的转换效率下降，从而引起整个系统发电效率的下降，在夏季，温度若是达到65℃以上，系统效率会急剧下降。因此，在现有的太阳能热电联产系统中，一般都是通过在光伏发电单元的太阳能电池板的背板上增加一水加热装置，通过热传递作用来降低这种影响。

然而在实际运用中，该种结构往往容易造成局部温度分布不均匀，对发电效率提高并没有多大的积极作用。加之现有的光伏发电单元的太阳能电池板和热收集单元的热交换器之间是热交换介质管连接的，两者之间距离较远，导致热损失较大，存在热交换效率不高、速度不快等问题，影响太阳能热电联产系统在实际生活中的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发电效率高，热交换效率速度快且高的太阳能热电联产系统。

本实用新型提供的这种太阳能热电联产系统，包括超白钢化玻璃面板、太阳能电池、热交换器和水管，所述热交换器包括工质蒸发管和工质冷凝腔，该系统还包括氧化铝陶瓷导热层、导热硅胶、保温层和封装板，所述超白钢化玻璃面板封装固定在封装板上，所述太阳能电池安装在超白钢化玻璃面板的内侧，所述氧化铝陶瓷导热层安装在太阳能电池的内侧，所述工质蒸发管采用栅格状，所述工质蒸发管和工质冷凝腔通过导热硅胶水平紧贴在氧化铝陶瓷导热层的内表面，所述保温层填充在热交换器四周的氧化铝陶瓷导热层与封装板之间，所述水管横向安装在工质冷凝腔内且其各端穿过该工质冷凝腔和保温层置于封装板外，所述工质蒸发管的低温进口与所述水管出水口侧的工质冷凝腔相连通，所述工质蒸发管的高温出口与所述水管进水口侧的工质冷凝腔相连通，在所述水管进水口侧的工质冷凝腔上设有工质添加口。

为使本实用新型更利于工质对热量的均衡吸收和电池片散热均匀，所述工质蒸发管的外圈四周的管道直径大于中间竖排的管道直径。

为促进本实用新型的热交换器的内循环，所述工质蒸发管与其低温进口相连的管道直通至封装板的下端。

为使本实用新型的厚度更薄、重量更轻，所述工质冷凝腔采用扁平状，

为使本实用新型热交换器中工质的吸收热量增大，可快速加热水管中的冷水，在所述水管外壁上均匀焊接有若干增热器。

为避免给工质循环流动增加过大的阻力，所述增热器采用扇形。

本实用新型通过将热交换器安装在太阳能电池内侧，将水管安装在热交换器内，从工质添加口注入工质，在水管中注入冷水，太阳能电池吸收太阳光发热，热能通过氧化铝陶瓷导热层和导热硅胶传递给工质蒸发管，使其内部的工质吸热升温，水管中的冷水吸收工质热量造成工质冷凝腔内的工质温度下降，从而在封闭的工质蒸发管中形成一内循环，实现工质的流动后进行热交换。本实用新型集热交换器于一体，不仅解决了由于太阳能电池的表面温度高而导致发电效率低的问题，还大幅提高了热交换的效率，减少了热损失，节约了空间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本图1的后视局部结构示意图。

图3为图2 A-A处的结构示意图。

具体实施方式

从图1至图3可以看出，本实用新型这种太阳能热电联产系统，包括超白钢化玻璃面板1、太阳能电池2、氧化铝陶瓷导热层3、导热硅胶4、热交换器5、保温层6、封装板7和水管8，其中热交换器5包括相互垂直布置的工质蒸发管51和工质冷凝腔52，太阳能电池2包括安装在封装板7底部的接线盒21，超白钢化玻璃面板1封装固定在封装板7内部外端面上，太阳能电池2安装在超白钢化玻璃面板1的内侧，氧化铝陶瓷导热层3安装在太阳能电池2的内侧，工质蒸发管51整体成一栅格状，工质蒸发管51和工质冷凝腔52通过导热硅胶4水平紧贴在氧化铝陶瓷导热层3的内表面，保温层6填充在热交换器5四周的氧化铝陶瓷导热层3与封装板7之间，水管8横向安装在工质冷凝腔52内，该水管8的进水端与出水端分别穿过各端的工质冷凝腔52、保温层6和封装板7后置于封装板7外侧，工质蒸发管51的低温进口511与水管8出水口侧的工质冷凝腔52相连通，工质蒸发管51的高温出口512与水管8进水口侧的工质冷凝腔52相连通，在水管8进水口侧的工质冷凝腔52上设有工质添加口53。

从图1和图2还可以看出，本实用新型位于工质蒸发管51外圈四周的管道直径大于中间竖排的管道直径，工质蒸发管51上与工质蒸发管51低温进口相连的管道513直通至封装板7的下端，工质冷凝腔52采用扁平状。

从图1至图3还可以看出，在本实用新型水管8外壁上均匀焊接有若干增热器81，增热器81呈扇形布置在水管8外壁上。

本实用新型中，太阳能电池2可以采用单晶硅、多晶硅或者非晶硅。

在本实用新型中，工质蒸发管51、水管8均采用铜管。 

本实用新型的热交换原理如下：

1、从热交换器5的工质添加口53向工质蒸发管51和工质冷凝腔52内注满工质后再封闭该工质添加口53，形成一封闭工质回路。

2、接通接线盒21内的开关使太阳能电池2工作，从水管8的进水口处注入冷水。

3、随着太阳能电池2吸光发热，其产生的热量会通过氧化铝陶瓷导热层3和导热硅胶4传递给工质蒸发管51，使工质蒸发管51和工质冷凝腔52中的工质吸热升温。

4、工质中的热能通过热传递给水管8中的冷水，使冷水吸热升温变成热水从水管8的出水口流出；与此同时，工质冷凝腔52中的工质被吸走热量造成其内部的工质温度下降，从而在封闭工质回路中形成如图1所示的内循环，实现工质的流动。

本实用新型使用时，当太阳光照充足，用户可以即时使用水管8中的热水，也可以通过外接蓄水装置储存水管8中的热水。

本实用新型使用时，在水管8中注入水，当整个系统运行时，用户可根据自己的需求，对水管8出水口的温度进行采样，通过控制其出口流速，来实现太阳能电池发电效率和余热利用效率平衡的目的。

Claims (6)

1.一种太阳能热电联产系统，包括超白钢化玻璃面板（1）、太阳能电池（2）、热交换器（5）和水管（8），所述热交换器（5）包括工质蒸发管（51）和工质冷凝腔（52），其特征在于：该系统还包括氧化铝陶瓷导热层（3）、导热硅胶（4）、保温层（6）和封装板（7），所述超白钢化玻璃面板（1）四周固定在封装板（7）上，所述太阳能电池（2）安装在超白钢化玻璃面板（1）的内侧，所述氧化铝陶瓷导热层（3）安装在太阳能电池（2）的内侧，所述工质蒸发管（51）采用栅格状，所述工质蒸发管（51）和工质冷凝腔（52）通过导热硅胶（4）水平紧贴在氧化铝陶瓷导热层（3）的内表面，所述保温层（6）填充在热交换器（5）四周的氧化铝陶瓷导热层（3）与封装板（7）之间，所述水管（8）横向安装在工质冷凝腔（52）内且其各端穿过该工质冷凝腔（52）和保温层（6）置于封装板（7）外，所述工质蒸发管（51）的低温进口（511）与所述水管（8）出水口侧的工质冷凝腔（52）相连通，所述工质蒸发管（51）的高温出口（512）与所述水管（8）进水口侧的工质冷凝腔（52）相连通，在所述水管（8）进水口侧的工质冷凝腔（52）上设有工质添加口（53）。

2.根据权利要求1所述的太阳能热电联产系统，其特征在于：所述工质蒸发管（51）的外圈四周的管道直径大于中间竖排的管道直径。

3.根据权利要求1所述的太阳能热电联产系统，其特征在于：所述工质蒸发管（51）与其低温进口相连的管道（513）直通至封装板（7）的下端。

4.根据权利要求1所述的太阳能热电联产系统，其特征在于：所述工质冷凝腔（52）采用扁平状。

5.根据权利要求1所述的太阳能热电联产系统，其特征在于：在所述水管（8）外壁上均匀焊接有若干增热器（81）。

6.根据权利要求5所述的太阳能热电联产系统，其特征在于：所述增热器（81）采用扇形。