CN101709597B - 一种可供热和发电的聚光太阳能瓦 - Google Patents

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Abstract

一种可供热和发电的聚光太阳能瓦，采用聚光和集热一体化技术，首先柱面波形聚光器覆盖在太阳能瓦的最上层，使太阳光的焦点正好落在下面的太阳能电池板上，聚光器的下面的两侧，分别有铝镀膜反光镜，当光线照在反光镜上，被反射依然汇聚到太阳能电池板上，电池板的下面有散热管，中间有冷却水，降低电池板温度，散热管流出的温水，经过折流后进入本体的真空集热管，使温水在集热管内进一步加热，热水被送入上一片太阳能瓦的热水汇集筒中，这样热水逐极上推，最上层的太阳能瓦热水直接入户，以备使用，完成整个水循环过程。太阳能瓦的下端有太阳能电池输出端子，太阳能电池发出的电力被输送到蓄电池中或经过逆变器后并入电网，构成整个电流回路。

Description

一种可供热和发电的聚光太阳能瓦
技术领域
本发明涉及一种聚光太阳能瓦，具体涉及一种可供热和发电的聚光太阳能瓦。
背景技术
目前现有的用太阳能供热和发电***是分开的，太阳能热水器技术已经很成熟，但太阳能热水器的安装和利用效率还不高，特别是太阳能热水器的安装，放置在建筑物顶部，安装不便，且不能于建筑物很好配合，影响建筑物整体形象；太阳能光伏发电技术也已经逐渐得到应用，但由于太阳能发电效率较低，成本高，太阳能电池板安装复杂，占地面积较大，特别使在城市应用，受到高层建筑遮挡阳光的影响，不能充分应用太阳能，这样大大阻碍了太阳能应用和推广，目前也出现聚光太阳能光伏应用，有的是太阳能光伏跟踪***，制造复杂，聚光效果差，价格昂贵，使用维护成本高，难于推广；有的是免跟踪聚光太阳能应用，制造工艺复杂，在屋顶安装非常不便，且由于采用了聚光技术，使光伏组件发热较高，影响光伏组件的发电效率和整个组件的使用寿命，以上太阳能的光热和光电应用存在诸多问题亟待解决。
发明内容
为了提高太阳能光热和光伏发电的利用效率，解决上述太阳能光热和光伏独立***存在的问题，以及充分利用太阳能与建筑物相结合的优势，便于安装和维护，本发明提供一种可供热和发电的聚光太阳能瓦。本发明为实现其目的所采取的技术方案：太阳能光热和光伏技术集中在一块太阳能瓦上，太阳能瓦采用聚光技术和集热技术，充分利用太阳能，同时太阳能瓦的形状与传统瓦的形状相似，可供热和发电的聚光太阳能瓦包括：柱面波形聚光器，铝镀膜反光镜，太阳能电池片，电池片上盖玻璃板，太阳能电池片背板，太阳能电池板散热管，真空集热管，热水汇集筒，保温材料，凹槽，凸起，电池板输出端子，铝合金外边框，冷却水进水管，热水出水管。首先柱面波形聚光器覆盖在太阳能瓦的最上层，材料为高透光率超白玻璃，聚光器的内层有若干个小聚光透镜，不同行列的小聚光透镜均有不同的角度，当太阳能穿过透镜时，使太阳光的焦点正好落在下面的太阳能电池板上，聚光器的下面的两侧，分别有铝镀膜反光镜，当有的太阳光线从侧面穿过聚光器时，有些光线照在反光镜上，经过反射后，光线依然汇聚到太阳能电池板上，铝镀膜反光镜由EV胶附着在真空集热管上，真空集热管是个等腰三角形管或圆柱管，主要吸收聚光器内太阳能的辐射热，太阳能电池片在聚光器的正下部，电池板的上面覆盖玻璃板，主要固定电池板，电池板的下面有铝合金太阳能电池片散热管，基板为铝型材，中间有冷却水，冷却因聚光造成电池板的温度升高，太阳能瓦的上端内部有小热水汇集筒，太阳能瓦的下端有冷水进水管，分别和自来水管或井水管连接，进水管的冷水直接进入太阳能电池片下的散热管，使太阳能电池板进行进一步冷却，以提高太阳能电池板的发电效率，从太阳能电池片下的散热管流出的温水，经过折流后进入本体的真空集热管，使温水在集热管内进一步加热，然后热水在进入该瓦的热水汇集筒中，下一片太阳能瓦的热水汇集筒中的热水，经热水出水管直接进入上一片太阳能瓦的热水汇集筒中，就这样热水逐极上推，最上层的太阳能瓦热水汇集筒较大，热水出水管直接入户，以备使用，完成整个水循环过程。每块太阳能瓦的下端都有太阳能电池输出端子，太阳能电池发出的电力被输送到蓄电池中或经过逆变器后并入电网，构成整个电流回路。太阳能瓦的各层之间分别用EV胶粘接，四周有铝合金边框固定，太阳能瓦的背面为平面隔热板，顶端有凸起，下端有凹槽，使上下两瓦片互相咬合，便于安装和固定。这样太阳能瓦即可以利用太阳能共热，又可以进行光伏发电。
本发明的有益效果：
1、由于采用了太阳能聚光技术，大大提高了太阳能电池板的发电效率，降低了太阳能光伏发电成本。
2、由于采用了太阳能光伏和光热一体化组合，把太阳能的两种应用技术进行优势互补，提高了太阳能的利用率。
3、由于采用了太阳能瓦片机构模式，与建筑物结合成一体，即方便安装又美观。
由于采用了上述技术方案，从而使本发明实解决了聚光太阳能光伏发电的制约条件，实现了真正的太阳能与建筑物有机结合，同时也实现了太阳能水电一体化的实际应用，利于推广应用。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明正面结构示意图：
1、柱面波形聚光器，2、铝镀膜反光镜，3、太阳能电池片，4、电池片上盖玻璃板，5、太阳能电池片背板，6、太阳能电池板散热管，7、真空集热管，8、铝合金外边框，9、隔热基板，10、电池板输出端子，11、热水汇集筒。
图2为本发明背面示意图：
12、凸起，13、凹槽，14、冷却水进水管，15、热水出水管。
具体实施方式
参见图1、图2，本发明包括：1、柱面波形聚光器，2、铝镀膜反光镜，3、太阳能电池片，4、电池片上盖玻璃板，5、太阳能电池片背板，6、太阳能电池板散热管，7、真空集热管，8、铝合金外边框，9、隔热基板，10、电池板输出端子，11、热水汇集筒，12、凸起，13、凹槽，14、冷却水进水管，15、热水出水管。实施时柱面波形聚光器1经过铸造、雕刻、打磨后，确定小透镜的聚光方向，备用，把太阳能电池片背板5粘接在太阳能电池板散热管6上，太阳能电池片3一片片粘贴在太阳能电池片背板5上，并把太阳能电池片3串并联焊接起来，由导线直接与电池板输出端子10连接，然后，把电池片上盖玻璃板4覆盖在电池片上并粘接起来，铝镀膜反光镜2固定在真空集热管7两侧，真空集热管7是等腰三角形真空管，使照射在等腰三角形上铝镀膜反光镜2的太阳光线经过全反射后能够全落在太阳能电池片3上，真空集热管7与瓦片上部的热水汇集筒11相连接，把已制备好的柱面波形聚光器1罩在瓦的上面，进行胶粘、密封，四周由铝合金外边框8固定，这样太阳能瓦就制作完成。把制作好的太阳能瓦与屋顶相结合，并固定在建筑物顶部，把太阳能瓦下部的冷却水进水管14与太阳能电池板散热管6直接连接，太阳能电池板散热管6的出水管线与本体的真空集热管7的进水管连接，冷却水首先通过太阳能电池板散热管6，把太阳能电池片3的热量移走，降低太阳能电池片的温度，太阳能电池板散热管6里的温水，被传送到本体的真空集热管7里，在这里真空集热管吸收太阳能的辐射热，继续加热里面的温水，然后热水被暂时储存在热水汇集筒11里，下一片太阳能瓦的热水出水管15直接与上一片太阳能瓦的热水汇集筒相连，这样逐级上推，直到最顶部太阳能瓦，最顶端太阳能瓦的热水出水管入户，以备热水使用，构成整个水循环。每片太阳能瓦的下端有太阳能光伏电力输出端子10，由导线连接直接输入蓄电池或经过逆变器逆变后送入电网，这样完成电流回路。把太阳能瓦背面隔热板9上的凸起12与上一片太阳能瓦隔热板9上的凹槽13相互咬合，完成整个太阳能瓦的安装，这样即充分利用了太阳能又与建筑物完美结合，是太阳能应用技术的集成，便于推广和实施。

Claims (4)

1.一种可供热和发电的聚光太阳能瓦包括：柱面波形聚光器，铝镀膜反光镜，太阳能电池片，电池片上盖玻璃板，太阳能电池片背板，太阳能电池板散热管，真空集热管，热水汇集筒，保温材料，凹槽，凸起，电池板输出端子，铝合金外边框，冷却水进水管，热水出水管，其特征在于柱面波形聚光器覆盖在太阳能瓦的最上层，聚光器的下面的两侧，分别有铝镀膜反光镜，铝镀膜反光镜由EV胶附着在真空集热管上，电池板的下面有铝合金太阳能电池片散热管由折管与真空集热管相连，真空集热管的上部有热水汇集筒，下一片太阳能瓦的热水汇集筒出水管直接与上一片太阳能瓦的热水汇集筒相连，太阳能瓦的下端都有太阳能电池输出端子，太阳能电池发出的电力被输送到蓄电池中或经过逆变器后并入电网，构成整个电流回路，太阳能瓦的四周由铝合金外边框固定。
2.根据权利要求1所述的一种可供热和发电的聚光太阳能瓦，其特征在于所述的柱面波形聚光器的形状为多片连在一起的半圆柱面，材料为高透光率超白玻璃，聚光器的内层有若干个小聚光透镜，不同行列的小聚光透镜均有不同的角度。
3.根据权利要求1所述的一种可供热和发电的聚光太阳能瓦，其特征在于所述的电池板焊接在散热管上面的背板上，背板的下面有铝合金太阳能电池片散热管，散热管的进水管与自来水或井水管线相连，出水管直接与本体的真空集热管进水管相连，真空集热管上部有热水汇集筒。
4.根据权利要求1或3所述的一种可供热和发电的聚光太阳能瓦，其特征在于所述的真空集热管为等腰三角形管或圆柱管。
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