CN101262022A - 一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用*** - Google Patents

一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：包括通过若干晶体硅电池组件连接的光伏***和光热***，以及与光热***连接的控制***，所述若干晶体硅电池组件呈方阵结构；本发明不仅能实现全天候供电，还能不断地提供给热水箱热量，还能有序地充分地利用晶体硅太阳能电池组件光电光热效应。

Description

一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***
技术领域
本发明涉及光伏产品的综合应用技术，具体的说，涉及一种晶体硅太阳能组件光电光热利用***。
背景技术
目前的太阳能利用，一是光电转换，将太阳能辐射光通过太阳能电池转换为电能，二是光热转换，即利用太阳能收集装置，把太阳能辐射能转换成热能利用，如太阳能热水器等。但是光电、光热***均是独立的。
晶体硅太阳能电池发电时，其背面温度高于表面温度和环境气温，随太阳辐照度增大，发电功率上升，电池背面温升很大，说明它具有光电光热两种效应，其中光热效应将导致转换效率降低，但是目前并没有将晶体硅太阳能电池组件的光电光热效应同时利用起来的***，所以本申请人特此研究了一种能充分利用晶体硅太阳能电池组件光电光热的***。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，可以将光电光热效应利用起来，保持晶体硅太阳能电池在最佳的光电转换效率下工作，并进行热量转换，同时该***能与市电并网，实现全天后供电供热。
本发明是这样实现的：
一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：包括通过若干晶体硅电池组件连接的光伏***和光热***，以及与光热***连接的控制***，所述若干晶体硅电池组件呈方阵结构。
所述光伏***包括电池组件、防雷器、蓄电池、并网逆变器、配电箱负载接口、电网，电池组件的上端通过电极引线与防雷器、并网逆变器、配电箱、电网、双向逆变器、蓄电池、负载接口连接。
所述光热***包括电池组件、电池组件下部固定设置的冷却介质盒、热交换器、一次热水箱、计量循环泵、电加热器、二次热水箱、电磁阀、手动阀、管道；所述冷却介质盒的下端和上端分别配置有冷却介质进口和冷却介质出口，与位于一次热水箱内的热交换器、计量循环泵连接形成循环回路；所述一次热水箱连接有水位控制阀和进水管，并通过电磁阀连接二次热水箱；所述二次热水箱通过电热器配合连接控制***，还连接有手动阀门、出水管。
所述控制***包括控制器、温度传感器、压力传感器、继电器，所述控制器通过不同的温度传感器与电池组件、光热***的一次热水箱和二次热水箱连接，通过继电器与光热***的电热器连接，所述与控制器连接的压力传感器设置在光热***的计量循环泵处。
本发明的工作流程如下：
A、当阳光照射时，电池组件发出直流电送至光伏***中的防雷器、并网逆变器，将直流电转变为电气参数符合电网的交流电并送至配电箱，再送至负载或双向逆变器，然后送至蓄电池或电网；当阴天电池组件发电不足时，电网通过配电箱向负载供电，或蓄电池通过双向逆变器至配电箱向负载供电；晚上不发电时，则由蓄电池或电网供电；当电网掉电时，电池组件发电至防雷器、并网逆变器、配电箱向负载供电，不足部分由蓄电池通过双向逆变器至配电箱向负载供电；当阴雨天，电池组件不发电而电网又掉电时，则蓄电池通过双向逆变器至配电箱向负载供电，实现全天侯供电；配电程序由配电箱软件控制；
B、当阳光照射时，电池组件发电同时并发热，通过冷却介质的液、气态转化对电池组件进行冷却并将余热传至换热器，热交换至一次热水箱，二次热水箱；一次、二次热水箱通过水位控制和进水管输入冷水，经过热交换后冷水变为热水，热水通过出水管供作它用；所述一次、二次热水箱水温以及冷却介质的循环则由控制***控制；
C、控制***的工作：当阳光照射时，电池组件发热使冷却介质由液态转换成气态，经换热器热交换后又转为液态使压力传感器压力升高，给出信号至控制器启动计量循环泵向电池组件内补充冷却介质；一次、二次热水器的水温由温度传感器将信号传至控制器实施控制。
所述冷却介质盒内装的冷却介质为环保有机工质，具有低温(25℃±1℃)启动特性，对电池组件和管道无侵蚀作用。
本发明不仅能实现全天侯供电，还能不断地提供给热水箱热量，还能有序地充分地利用晶体硅太阳能电池组件光电光热效应。
附图说明
图1为本发明的***结构图
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，包括通过若干晶体硅电池组件1连接的光伏***和光热***，以及与光热***连接的控制***，所述若干晶体硅电池组件1呈方阵结构。
所述光伏***包括电池组件1、防雷器4、蓄电池8、并网逆变器5、配电箱6、负载接口10、电网7，电池组件1的上端通过电极引线3与防雷器4、并网逆变器5、配电箱6、电网7、双向逆变器9、蓄电池8、负载接口10连接。
所述光热***包括电池组件1、电池组件1下部固定设置的冷却介质盒、热交换器13、一次热水箱12、计量循环泵20、电热器19、二次热水箱17、电磁阀15、手动阀25、管道；所述冷却介质盒的下端和上端分别配置有冷却介质进口22和冷却介质出口2，与位于一次热水箱12内的热交换器13、计量循环泵20连接形成循环回路；所述一次热水箱12连接有水位控制阀28和进水管26，并通过电磁阀15连接二次热水箱17；所述二次热水箱17通过电热器19配合连接控制***，还连接有手动阀25、出水管24。自来水通过进水管26，经水位控制阀28流入一次热水箱12内，经水位控制阀27进入二次热水箱17内，一次热水箱12水温设定为20℃，大于20℃则通过电磁阀15流入二次热水箱17，二次热水箱17水温按需求设定，由电热器19配合控制***进行控制，经手动阀25、出水管24供作它用。
所述控制***用于对光热***的控制，包括控制器11、温度传感器、压力传感器21、继电器16，所述控制器11通过不同的温度传感器与电池组件1、光热***的一次热水箱12和二次热水箱17连接，通过继电器16与光热***的电热器19连接，所述与控制器11连接的压力传感器21设置在光热***的计量循环泵20处。
本发明的工作流程如下：
A、当阳光照射时，电池组件1发出直流电经电极引线3送至光伏***中的防雷器4、并网逆变器5，将直流电转变为电气参数符合电网的交流电并送至配电箱6，再送至负载10或双向逆变器9，然后送至蓄电池8或电网7；当阴天电池组件1发电不足时，不足部分由电网7通过配电箱6向负载10供电，或由蓄电池8通过双向逆变器9至配电箱6向负载10供电；当电网7掉电时，电池组件1发电至防雷器4、并网逆变器5、配电箱6向负载10供电，不足部分由蓄电池8通过双向逆变器9至配电箱6向负载10供电；当阴雨天，电池组件1不发电而电网7又掉电时，则蓄电池8通过双向逆变器9至配电箱6向负载10供电，实现全天侯供电；配电程序由配电箱软件控制，配电箱软件根据具体情况完成配电程序；
B、当阳光照射时，电池组件1发电同时并发热，电池组件1的光热效应产生的热量加热冷却介质盒内的冷却介质，通过冷却介质的液、气态转化对电池组件1进行冷却并将余热传至热交换器13，热交换至一次热水箱12，二次热水箱17；一次、二次热水箱12、17通过水位控制阀27、28和进水管26输入冷水，经过热交换后冷水变为热水，热水通过出水管24供作它用；所述一次、二次热水箱12、17水温以及冷却介质的循环则由控制***控制；
C、控制***的工作：当阳光照射时，电池组件1发热至使冷却介质由液态转换成气态，经热交换器13热交换后又转为液态使压力传感器21压力升高，给出信号至控制箱启动计量循环泵20向电池组件1内补充冷却介质；一次、二次热水器12、17的水温由温度传感器14、18将信号传至控制器11实施控制。
本发明也可用於其它太阳能电池，如晶体硅聚光电池、薄膜电池、塑料电池等。
实施例2
所述冷却介质盒内装的冷却介质为环保有机工质，具有低温(25±1℃)启动特性，对电池组件1和管道无侵蚀作用。
所述一次、二次热水箱12、17水温以及冷却介质的循环则由控制***控制，冷却介质的温度由温度传感器23至控制器11显示出其25℃时由液态变为气态，通过冷却介质出口2至热交换器13与一次热水箱12中的水进行热交换，水温(设定为20℃)由温度传感器14给出信号，通过控制器11开启电磁阀15放出热水至第二热水箱17，经水位控制阀28又补充自来水至一次热水箱12；冷却介质由气态转变为液态，流至计量循环泵20、压力传感器21压力升高至设定值，通过控制器11开动计量循环泵20液态冷却介质通过冷却介质进口2进入电池组件1内进行下一循环。二次热水箱17的水温通过温度传感器18给出信号，通过控制器11、继电器16控制电热器19的开或关，保持设定水温，通过手动阀25，出水管24流出供作它用，其水位由水位控制阀27、进水管26控制。

Claims (6)

1、一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：包括通过若干晶体硅电池组件(1)连接的光伏***和光热***，以及与光热***连接的控制***，所述若干晶体硅电池组件(1)呈方阵结构。
2、根据权利要求1所述一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：所述光伏***包括电池组件(1)、防雷器(4)、蓄电池(8)、并网逆变器(5)、配电箱(6)、负载接口(10)、电网(7)，电池组件(1)的上端通过电极引线(3)与防雷器(4)、并网逆变器(5)、配电箱(6)、电网(7)、双向逆变器(9)、蓄电池(8)、负载接口(10)连接。
3、根据权利要求1所述一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：所述光热***包括电池组件(1)、电池组件(1)下部固定设置的冷却介质盒、热交换器(13)、一次热水箱(12)、计量循环泵(20)、电热器(19)、二次热水箱(17)、电磁阀(15)、手动阀(25)、管道；所述冷却介质盒的下端和上端分别配置有冷却介质进口(22)和冷却介质出口(2)，与位于一次热水箱(12)内的热交换器(13)、计量循环泵(20)连接形成循环回路；所述一次热水箱(12)连接有水位控制阀(28)和进水管(26)，并通过电磁阀(15)连接二次热水箱(17)；所述二次热水箱(17)通过电热器(19)配合连接控制***，还连接有手动阀(25)、出水管(24)。
4、根据权利要求1所述一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：所述控制***包括控制器(11)、温度传感器、压力传感器(21)、继电器(16)，所述控制器(11)通过不同的温度传感器与电池组件(1)、光热***的一次热水箱(12)和二次热水箱(17)连接，通过继电器(16)与光热***的电热器(19)连接，所述与控制器(11)连接的压力传感器(21)设置在光热***的计量循环泵(20)处。
5、根据权利要求1所述一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于工作流程如下：
A、当阳光照射时，电池组件(1)发出直流电送至光伏***中的防雷器(4)、并网逆变器(5)，将直流电转变为电气参数符合电网的交流电并送至配电箱(6)，再送至负载(10)或双向逆变器(9)，然后送至蓄电池(8)或电网(7)；当阴天电池组件(1)发电不足时，电网(7)通过配电箱(6)向负载(10)供电或蓄电池(8)通过双向逆变器(9)至配电箱(6)向负载(10)供电；晚上不发电时，则由蓄电池(8)或电网(4)供电；当电网(7)掉电时，电池组件(1)发电至防雷器(4)、并网逆变器(5)、配电箱(6)向负载(10)供电，不足部分由蓄电池(8)通过双向逆变器(9)至配电箱(6)向负载(10)供电；当阴雨天，电池组件(1)不发电而电网(7)又掉电时，则蓄电池(8)通过双向逆变器(9)至配电箱(6)向负载(10)供电，实现全天侯供电；
B、当阳光照射时，电池组件(1)发电同时并发热，通过冷却介质的液、气态转化对电池组件(1)进行冷却并将余热传至热交换器(13)，热交换至一次热水箱(12)、二次热水箱(17)；一次、二次热水箱通过水位控制阀和进水管(26)输入冷水，经过热交换后冷水变为热水，热水通过出水管(24)供作它用；所述一次、二次热水箱水温以及冷却介质的循环则由控制***控制；
C、控制***的工作：当阳光照射时，电池组件(1)发热使冷却介质由液态转换成气态，经热交换器(13)热交换后又转为液态使压力传感器(21)压力升高，给出信号至控制箱启动计量循环泵(20)向电池组件(1)内补充冷却介质；一次、二次热水器的水温由温度传感器将信号传至控制器(11)实施控制。
6、根据权利要求1所述一种晶体硅太阳能电池组件光电光热利用***，其特征在于：所述冷却介质盒内装的冷却介质为环保有机工质。
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