分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，包括設置于陽臺內的壁掛式水箱和設置于陽臺外的由光伏組件和光熱組件構成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進管與水箱內的換熱器連通構成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設置的EVA膜層和透明樹脂防護層，其下表面依次粘接設置有四氟乙烯ETFE膜層和導熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導熱底板之間設置柔性石墨板；太陽能發(fā)電熱水同體同步，結構簡單、安裝方便，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉換效率，以及光熱與光電的轉換性能，增加單位面積上太陽能轉換效率；便于檢查和維修，同時節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。
【專利說明】分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能發(fā)電【技術領域】，特別涉及分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能電池組件主要以半導體材料為基礎制作，基本結構包括框體及設置于框體內的組件結構。其中，組件結構包括透光的前表面玻璃基片、透明密封件(如EVA膠)、電池片及背封薄膜(后表面保護部件，如PVF聚氟乙烯、TPT/TPE)等。工作原理是太陽光透過基片照射在光電產(chǎn)生器件上，光電產(chǎn)生器件通過光電效應直接將光能轉換為電能，經(jīng)與電池組件配套使用的光伏接線盒，將電能輸出后使用。太陽能電池在將光能轉換成電能的過程中，并不是將全部的光能的都轉換成電能。理論研究表明，單極單晶硅材料的太陽能電池在0°C時的轉換效率的理論物理極限為30%。在光強一定的條件下，當硅電池自身溫度升高時輸出功率將下降。在實際應用中，標準條件下，晶體硅電池平均效率在15%上下。也就是說，太陽能電池只能將15%的光能轉換成可用電能，其余的85%都被轉化為熱能。在轉換過程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。為使太陽能電池組件能長久地正常工作，現(xiàn)有技術中，在框體外加設散熱裝置(類似于水冷、氣冷等散熱系統(tǒng)，通過循環(huán)水或循環(huán)氣吸熱，達到散熱目的)。但熱能亦是太陽能電池組件吸收太陽輻射能源的一部分，若能將該部分能源取出并收集，加以利用，而非將其視為需消散的有害熱量，便能達到充分利用能源的目的，且拓寬了太陽能電池組件的使用功能。為盡可能使電池效率保持在較高水平，充分利用吸收的太陽輻射能源，同時避免熱量對組件光電轉換效率的影響，延長電池組件的使用壽命，可以通過在太陽能電池組件上設置導熱層，將光電轉換過程中產(chǎn)生的熱能吸收傳導，并由其連接的導熱元件導出組件結構，由外界取熱管路收集，提供給后續(xù)熱能設備使用。根據(jù)其布置的位置在太陽能組件密封件內或密封件外，導熱層選擇絕緣材料或是高導熱材料制成。導熱元件可以是具有高導熱能力的金屬類元件，或是導熱能力高于金屬類元件的熱管等。
[0003]太陽能光伏光熱綜合利用的復合組件目前也有研究，大多是將集熱管用超聲波焊到集熱板上，集熱板與太陽能光伏組件相貼合，或者將集熱管固定連接在太陽能光伏組件的背光面，再在集熱管下面安裝隔熱保溫板構成。集熱管是固定設置在光伏組件背面，與光伏組件和隔熱保溫板是硬接觸。由于太陽能光伏光熱組件一般都在戶外使用，而且在運輸和安裝過程中集熱管或集熱板與光伏組件及集熱管與隔熱保溫背板之間是硬接觸，電池片易被碰碎，而且光伏組件被光面不是完全平整的，與集熱板的接觸不好，影響傳熱效率。
實用新型內容
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，提高光伏組件的使用壽命，提供一種結構簡單、安裝方便、成本較低的光伏光熱一體化組件，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉換效率，增加單位面積上太陽能轉換效率、節(jié)省空間資源，且能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題。
[0005]本實用新型的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，包括設置于陽臺內的壁掛式水箱和設置于陽臺外的由光伏組件和光熱組件構成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進管與水箱內的換熱器連通構成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設置的EVA膜層和透明樹脂防護層，其下表面依次粘接設置有四氟乙烯ETFE膜層和導熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導熱底板之間設置柔性石墨板。
[0006]進一步，所述光熱組件包括設置于導熱底板背面的集熱管，所述熱器外側設置有隔熱保溫背板，所述集熱管與隔熱保溫背板之間設置橡塑保溫層；
[0007]進一步，所述橡塑保溫層設置有用于與集熱管外表面相配合固定的凹槽；
[0008]進一步，所述集熱管為多根以相互平行的方式固定于導熱底板的空心銅管；
[0009]進一步，所述集熱管為蛇形盤管；
[0010]進一步，所述空心銅管焊接固定于導熱底板，所述導熱底板為鋁板；
[0011]進一步，透明樹脂防護層為鋼化玻璃蓋板；
[0012]進一步，所述鋼化玻璃蓋板與導熱底板之間的距離為25mm ；
[0013]進一步，所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25。
[0014]本實用新型的有益效果:本實用新型的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，太陽能發(fā)電熱水同體同步，提高太陽能光伏組件和光熱組件的使用壽命，結構簡單、安裝方便、成本較低的光伏光熱一體化組件，該光伏光熱一體化組件可以增加光伏電池的轉換效率，以及光熱與光電的轉換性能，增加單位面積上太陽能轉換效率。能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題，便于檢查和維修，同時節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的太陽能集熱器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型的太陽能集熱器的剖視圖；如圖所示:包括設置于陽臺內的壁掛式水箱I和設置于陽臺外的由光伏組件和光熱組件構成的太陽能集熱器2，所述太陽能集熱器2的進、出口分別通過循環(huán)出管3和循環(huán)進管4與水箱I內的換熱器連通構成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片21以及在其上表面依次粘接設置的EVA膜層22和透明樹脂防護層23，其下表面依次粘接設置有四氟乙烯ETFE膜層24和導熱底板26，所述四氟乙烯ETFE膜層24與導熱底板26之間設置柔性石墨板25;水箱上設置進水管和出水管，水箱內安裝水箱盤管換熱器，換熱器可為盤管組成，盤管與太陽能集熱器通過循環(huán)出管和循環(huán)進管連接。能夠解決普通太陽能熱水器需要安裝在樓頂?shù)容^為空曠的地方而造成的占地面積大，維修不方便等問題，便于檢查和維修，同時節(jié)約空間，安裝和拆卸都比較方便。
[0019]透明樹脂防護層23設置于最上層用于吸收太陽光，ETFE膜層24其透光性和耐候性好，具有表面不容易存留附著物，透明度高，輕量化，反粘性強，耐穿透等機械強度優(yōu)異耐放射線性良，能夠有效地提高抗老化性、耐腐蝕性和環(huán)保的目的，從而延長了抗老化型太陽能電池組件的使用壽命，提高抗老化型太陽能電池組件的工作效率；柔性石墨板25用于導熱并起緩沖作用，避免太陽能光伏電池片21與導熱底板26的硬性接觸而產(chǎn)生磨損或損壞，同時提高密封性能，還可避免導熱底板26的溫度過高以提高光電轉化。該結構從上到下依次為透明樹脂防護層23、EVA膜層22、太陽能光伏電池片21、ETFE膜層24、柔性石墨板25、導熱底板26，且通過粘接劑粘合或者是通過熱合而成。
[0020]本實施例中，所述光熱組件包括設置于導熱底板26背面的集熱管27，所述集熱管27外側設置有隔熱保溫背板29，所述集熱管27與隔熱保溫背板29之間設置橡塑保溫層28 ；隔熱保溫背板29用于支撐集熱管27，橡塑保溫層28起到襯墊的作用，避免集熱管27與隔熱保溫背板29的硬性接觸而損傷，同時橡塑保溫層28可起到進一步加強隔熱保溫的作用。集熱管27外側是指集熱管27下表面。
[0021]本實施例中，所述橡塑保溫層28設置有用于與集熱管27外表面相配合固定的凹槽；集熱管27的外表面與凹槽結構內表面貼合，或者是該凹槽結構也可以為波紋面結構；便于集熱管27的固定，提高集熱管27的穩(wěn)定性和牢固性，進一步加強保溫作用。
[0022]本實施例中，所述集熱管27為多根以相互平行的方式固定于導熱底板26的空心銅管；可采用焊接固定的方式或其他同樣能實現(xiàn)本發(fā)明目的固定方式固定集熱管27，空心銅管最好為16根，平均熱效率和電效率最大。
[0023]本實施例中，所述集熱管27為蛇形盤管；結構簡單，緊湊性好，通水量大。
[0024]本實施例中，所述空心銅管焊接固定于導熱底板26，所述導熱底板26為鋁板；結構強度高，導熱性好。
[0025]本實施例中，透明樹脂防護層23為鋼化玻璃蓋板；結構強度大，光的透射性好。
[0026]本實施例中，所述鋼化玻璃蓋板與導熱底板26之間的距離為25mm ;有利于提高光熱與光電的轉換性能，最大限度的提高光熱和光電轉換率，提高熱效率和電效率。
[0027]本實施例中，所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25 ;采用窄條流道，同樣有利于提高光熱與光電的轉換性能，最大限度的提高光熱和光電轉換率，提高熱效率和電效率。
[0028]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:包括設置于陽臺內的壁掛式水箱和設置于陽臺外的由光伏組件和光熱組件構成的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器的進、出口分別通過循環(huán)出管和循環(huán)進管與水箱內的換熱器連通構成循環(huán)回路，所述光伏組件包括太陽能光伏電池片以及在其上表面依次粘接設置的EVA膜層和透明樹脂防護層，其下表面依次粘接設置有四氟乙烯ETFE膜層和導熱底板，所述四氟乙烯ETFE膜層與導熱底板之間設置柔性石墨板。
2.根據(jù)權利要求1所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述光熱組件包括設置于導熱底板背面的集熱管，所述集熱管外側設置有隔熱保溫背板，所述集熱管與隔熱保溫背板之間設置橡塑保溫層。
3.根據(jù)權利要求2所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述橡塑保溫層設置有用于與集熱管外表面相配合固定的凹槽。
4.根據(jù)權利要求3所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱管為多根以相互平行的方式固定于導熱底板的空心銅管。
5.根據(jù)權利要求4所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱管為蛇形盤管。
6.根據(jù)權利要求5所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述空心銅管焊接固定于導熱底板，所述導熱底板為鋁板。
7.根據(jù)權利要求6所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:透明樹脂防護層為鋼化玻璃蓋板。
8.根據(jù)權利要求7所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述鋼化玻璃蓋板與導熱底板之間的距離為25mm。
9.根據(jù)權利要求8所述的分體式陽臺壁掛太陽能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于:所述空心銅管的管間距離與其管徑的比為6.25。
【文檔編號】H02S40/44GK203840255SQ201420290609
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權日:2014年6月3日
【發(fā)明者】苑進社, 高向明 申請人:重慶師范大學