一種發(fā)電集熱式瓦片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)電集熱式瓦片，其包括發(fā)電集熱單元、背板和外框。其中，發(fā)電集熱單元包括從前往后依次疊合的玻璃、硅晶發(fā)電片和微孔超導(dǎo)片，在硅晶發(fā)電片和微孔超導(dǎo)片之間還設(shè)有一換熱流道。微孔超導(dǎo)片的上下兩端密封，其內(nèi)部設(shè)置有一組豎直排列的超導(dǎo)液微孔通道，密封的超導(dǎo)液微孔通道內(nèi)灌有超導(dǎo)液。微孔超導(dǎo)片上還設(shè)有與換熱流道相適配的微孔超導(dǎo)片彎曲段。在背板的四周設(shè)有與玻璃邊緣相配合的彎曲部，在玻璃邊緣與彎曲部的外側(cè)安裝有密封膠條，外框卡接在密封膠條的外側(cè)。本實用新型兼有發(fā)電和供熱兩大功能，且兩者相輔相成，在提高了發(fā)電效率的同時，對熱量進行收集利用，同時填補了發(fā)電集熱式瓦片領(lǐng)域的空白，其光電轉(zhuǎn)換效率最大可達17％，集熱效率不少于25％。
【專利說明】_種發(fā)電集熱式瓦片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于平板型太陽能集熱器領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于屋面的發(fā)電集熱式瓦片。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑業(yè)和太陽能應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，建筑節(jié)能和太陽能利用與建筑一體化都被提到議事日程上來，目前對太陽能集熱器與建筑一體化的研宄有了一定的進展，除出現(xiàn)較多的在屋面、陽臺上設(shè)置真空管太陽能集熱器產(chǎn)品外，還出現(xiàn)了模塊化建筑構(gòu)件型太陽能集熱器，向太陽能集熱器與建筑的結(jié)合買進了一步。而在太陽能發(fā)電與建筑一體化的研宄還很欠缺，雖然也有在建筑物上建的太陽能電站，但是一般都是將太陽能電池板放在建好的屋面上。但是這種方式存在光電轉(zhuǎn)換效率低、發(fā)電成本高的缺點，特別是在屋頂建造太陽能電站無法解決建筑內(nèi)居民熱水供應(yīng)的問題，一直阻礙著這項技術(shù)的推廣。
[0003]因此，如何設(shè)計一款集成式的建筑構(gòu)件，以解決現(xiàn)有構(gòu)件無法兼顧發(fā)電和供熱的問題，已成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]鑒于此，本實用新型提供了一種發(fā)電集熱式瓦片，解決了現(xiàn)有建筑構(gòu)件無法兼顧發(fā)電和供熱的問題，并且發(fā)電效率較高。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種發(fā)電集熱式瓦片，其包括發(fā)電集熱單元、背板和外框。其中，發(fā)電集熱單元包括從前往后依次疊合的玻璃、硅晶發(fā)電片和微孔超導(dǎo)片，在硅晶發(fā)電片和微孔超導(dǎo)片之間還設(shè)有一換熱流道。換熱流道的材質(zhì)優(yōu)選為銅管或鋁管。微孔超導(dǎo)片的上下兩端密封，其內(nèi)部設(shè)置有一組豎直布置的超導(dǎo)液微孔通道，密封的超導(dǎo)液微孔通道內(nèi)灌有超導(dǎo)液。超導(dǎo)液微孔通道的截面可以為圓形、方形或橢圓形中的任意一種。微孔超導(dǎo)片上還設(shè)有與換熱流道相適配的微孔超導(dǎo)片彎曲段。在背板的四周設(shè)有與玻璃邊緣相配合的彎曲部，在玻璃邊緣與彎曲部的外側(cè)安裝有密封膠條，外框卡接在密封膠條的外側(cè)。優(yōu)選的，玻璃與背板之間設(shè)置有抽真空區(qū)域。
[0007]采用上述技術(shù)方案，通過在硅晶發(fā)電片的背面設(shè)置微孔超導(dǎo)片，使得硅晶發(fā)電片工作時產(chǎn)生的熱量可以被微孔超導(dǎo)片吸收，此吸熱過程中超導(dǎo)液微孔通道內(nèi)部的超導(dǎo)液發(fā)生相變并迅速地將熱量傳遞至與其相連的換熱流道，換熱流道設(shè)置于微孔超導(dǎo)片的上部為最佳，由于換熱流道內(nèi)部初始時為較冷介質(zhì)，因此熱量又再次被換熱流道內(nèi)的較冷介質(zhì)吸收并轉(zhuǎn)變成較熱介質(zhì)，而超導(dǎo)液被冷卻后又重新相變回液體狀態(tài)，等待重新被汽化，如此循環(huán)以實現(xiàn)對娃晶發(fā)電片的散熱，進而提尚瓦片的發(fā)電效率。
[0008]此外，將背板設(shè)置為整體式，并在背板的彎曲部與玻璃邊緣的連接處安裝密封膠條，在提高了瓦片裝配速度的同時，保證了其內(nèi)部良好的密封性。
[0009]作為上述瓦片所應(yīng)用的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)，還包括儲熱水箱，設(shè)置在儲熱水箱內(nèi)部的換熱盤管，在儲熱水箱上設(shè)置有進水口和出水口，還包括與換熱盤管兩端通過管路相連的發(fā)電集熱器。具體的，發(fā)電集熱器包括并聯(lián)設(shè)置的一組前述發(fā)電集熱式瓦片，當(dāng)然實際使用時，發(fā)電集熱式瓦片的連接方式也可以采用混聯(lián)的方式為最佳，換熱盤管兩端的管路分別對應(yīng)連接在換熱流道的兩端。在前述管路上還設(shè)有一循環(huán)泵，以實現(xiàn)上述換熱流道、管路和換熱盤管內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)。如前面所述，初始狀態(tài)時換熱流道的一端通過冷水管道與換熱盤管的一端相連，經(jīng)過微孔超導(dǎo)片的熱傳遞后，其另一端經(jīng)熱水管道連至換熱盤管的另一端，實現(xiàn)對換熱盤管熱源的循環(huán)供應(yīng)，與此同時換熱盤管對儲熱水箱內(nèi)部的水源進行加熱，實現(xiàn)熱量的收集。優(yōu)選的，可以在儲熱水箱和出水口上均包覆一層保溫棉，以防止熱量的流失。
[0010]進一步的，背板上開設(shè)有與換熱流道的一端相連的進水孔，以及與換熱流道的另一端相連的出水孔；在換熱流道與進水孔、出水孔的連接處分別設(shè)有防止換熱流道晃動并提高密封性能的密封膠圈。
[0011]更進一步的，為了實現(xiàn)上述瓦片的快速安裝，在外框上還設(shè)有方便裝配的插槽。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型利用“硅晶發(fā)電片的溫度越低，其發(fā)電效率越高”這一特性，通過在硅晶發(fā)電片的背面設(shè)置封閉的微孔超導(dǎo)片，并在微孔超導(dǎo)片的內(nèi)部灌注超導(dǎo)液，使得硅晶發(fā)電片在工作中產(chǎn)生的熱能可以被微孔超導(dǎo)片吸收，進而保證了硅晶發(fā)電片始終處于一個較低的溫度環(huán)境，從而提高了發(fā)電效率；與此同時，微孔超導(dǎo)片將熱量傳遞至換熱流道，該換熱流道與換熱盤管相連通，并通過換熱盤管對儲熱水箱內(nèi)部的水源進行加熱，進而實現(xiàn)熱量的收集。本實用新型兼有發(fā)電和供熱兩大功能，且兩者相輔相成，在提高了發(fā)電效率的同時，對熱量進行收集利用，同時填補了發(fā)電集熱式瓦片領(lǐng)域的空白，其光電轉(zhuǎn)換效率最大可達17 %，集熱效率不少于25 %，比光電或光熱單一利用綜合效率最大可以提尚到近50 %。
[0013]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的剖視圖。
[0015]圖2為本實用新型的主視圖。
[0016]圖3為圖1的A-A剖視圖。
[0017]圖4為圖2的局部放大圖。
[0018]圖5為本實用新型所應(yīng)用的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1、外框；2、背板；21、進水孔；22、出水孔；23、彎曲部；3、玻璃；4、硅晶發(fā)電片；5、微孔超導(dǎo)片；51、微孔超導(dǎo)片彎曲段；6、換熱流道；7、密封膠圈；8、密封膠條；9、超導(dǎo)液微孔通道；10、發(fā)電集熱單元；11、抽真空區(qū)域；12、插槽；101、儲熱水箱；102、換熱盤管；103、進水口 ;104、出水口 ;105、管路;1051、冷水管道；1052、熱水管道;106、循環(huán)泵;107、發(fā)電集熱器。

【具體實施方式】
[0020]實施例1，
[0021]請一并參閱圖1至4，一種發(fā)電集熱式瓦片，其包括發(fā)電集熱單元10、背板2和外框I。其中，發(fā)電集熱單元10包括從前往后依次疊合的玻璃3、硅晶發(fā)電片4和微孔超導(dǎo)片5，在硅晶發(fā)電片4和微孔超導(dǎo)片5之間還設(shè)有一換熱流道6，該換熱流道6設(shè)置于微孔超導(dǎo)片5的上部。在玻璃3與背板2之間設(shè)置有抽真空區(qū)域11。
[0022]微孔超導(dǎo)片5的上下兩端密封，其內(nèi)部設(shè)置有一組豎直布置的超導(dǎo)液微孔通道9，超導(dǎo)液微孔通道9內(nèi)密封有超導(dǎo)液。超導(dǎo)液微孔通道9的截面為方形。微孔超導(dǎo)片5上還設(shè)有與換熱流道6相適配的微孔超導(dǎo)片彎曲段51。
[0023]背板2的四周設(shè)有與玻璃3邊緣相配合的彎曲部23，在玻璃3邊緣與彎曲部23的外側(cè)安裝有密封膠條8，外框I卡接在密封膠條8的外側(cè)。
[0024]背板2上開設(shè)有與換熱流道6的一端相連的進水孔21，以及與換熱流道6的另一端相連的出水孔22 ;在換熱流道6與進水孔21、出水孔22的連接處分別設(shè)有密封膠圈7。
[0025]在外框I上還設(shè)有方便安裝的插槽12。
[0026]工作時，太陽光透過玻璃3照射到硅晶發(fā)電片4上，硅晶發(fā)電片4將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，過程中同時產(chǎn)生熱能，隨著時間的推移，硅晶發(fā)電片4的溫度越來越高，熱能通過熱傳遞被微孔超導(dǎo)片5吸收，超導(dǎo)液微孔通道9內(nèi)的超導(dǎo)液發(fā)生相變并轉(zhuǎn)換為氣態(tài)上升，所帶熱能通過熱傳遞被上部換熱流道6內(nèi)的較冷介質(zhì)吸收，并轉(zhuǎn)變成較熱介質(zhì)經(jīng)換熱流道6的出口輸出，而超導(dǎo)液被冷卻后又重新相變回液體狀態(tài)下降到超導(dǎo)液微孔通道下部，等待重新被汽化，如此循環(huán)以實現(xiàn)對硅晶發(fā)電片4的散熱，進而提高瓦片的發(fā)電效率和熱量收集。
[0027]實施例2，
[0028]請參閱圖5，一種太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)，包括儲熱水箱101，設(shè)置在儲熱水箱101上的進水口 103和出水口 104，以及設(shè)置在儲熱水箱101內(nèi)部的換熱盤管102。換熱盤管102的兩端設(shè)有管路105，具體的，管路105由冷水管道1051與熱水管道1052組成。冷水管道1051與換熱流道6的進口相連接，熱水管道1052與換熱流道6的出口相連接。在冷水管道1051上還設(shè)有一循環(huán)泵106，以實現(xiàn)上述換熱流道6、管路105和換熱盤管102內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)。在儲熱水箱101和出水口 104上均包覆一層保溫棉。還包括與換熱盤管102兩端通過管路105相連的發(fā)電集熱器107，該發(fā)電集熱器107包括并聯(lián)設(shè)置的一組實施例1所述的發(fā)電集熱式瓦片。
[0029]工作中，換熱流道6的進口通過冷水管道1051與換熱盤管102的一端相連，其出口經(jīng)熱水管道1052連至換熱盤管102的另一端，經(jīng)過微孔超導(dǎo)片5的熱傳遞后，實現(xiàn)對換熱盤管102熱源的循環(huán)供應(yīng)，與此同時換熱盤管102對儲熱水箱101內(nèi)部的水源進行加熱，實現(xiàn)熱量的收集，需要時，可從出水口 104輸出，以滿足生活及工業(yè)需求。
[0030]以上實施例只是闡述了本實用新型的基本原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變換，這些變換均應(yīng)視為落入要求保護的本實用新型范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:其包括發(fā)電集熱單元(10)、背板(2)和外框(1)，所述發(fā)電集熱單元(10)包括從前往后依次疊合的玻璃(3)、硅晶發(fā)電片(4)和微孔超導(dǎo)片(5)，在硅晶發(fā)電片(4)和微孔超導(dǎo)片(5)之間還設(shè)有一換熱流道(6)，微孔超導(dǎo)片(5)的上下兩端密封，其內(nèi)部設(shè)置有一組豎直布置的超導(dǎo)液微孔通道(9)，密封的超導(dǎo)液微孔通道(9)內(nèi)灌有超導(dǎo)液；微孔超導(dǎo)片(5)上還設(shè)有與換熱流道(6)相適配的微孔超導(dǎo)片彎曲段(51);所述背板(2)的四周設(shè)有與玻璃(3)邊緣相配合的彎曲部(23)，在玻璃(3)邊緣與彎曲部(23)的外側(cè)安裝有密封膠條(8)，所述外框(1)卡接在密封膠條(8)的外側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:所述背板(2)上開設(shè)有與換熱流道(6)的一端相連的進水孔(21)，以及與換熱流道(6)的另一端相連的出水孔(22);在換熱流道(6)與進水孔(21)、出水孔(22)的連接處分別設(shè)有密封膠圈(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:所述玻璃(3)與背板(2)之間設(shè)置有抽真空區(qū)域(11)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:所述超導(dǎo)液微孔通道(9)的截面呈圓形、方形或橢圓形。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:所述換熱流道(6)設(shè)置于微孔超導(dǎo)片(5)的上部。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電集熱式瓦片，其特征在于:所述外框(1)上設(shè)有方便安裝的插槽(12)。
【文檔編號】H02S40/44GK204258722SQ201420821298
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】顧全軍 申請人:黃山金普森新能源科技股份有限公司