CN101924497A - 一体式太阳能集热发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体式太阳能集热发电装置，包括外壳、玻璃盖板、太阳能吸热板和换热管，玻璃盖板设于集热发电装置顶部，太阳能吸热板和换热管设于玻璃盖板下方，太阳能吸热板与外壳之间设有保温材料，所述玻璃盖板下方间隔透明封装有若干个太阳能光伏组件，各太阳能光伏组件之间采用导线连接。本发明的一体式太阳能集热发电装置可完全或部分取代屋顶覆盖层，可减少整体安装和使用成本，消除了传统太阳能光热***和光伏***对建筑物所造成的不利影响。

Description

一体式太阳能集热发电装置
(一)技术领域
本发明涉及一种一体式太阳能集热发电装置。
(二)背景技术
太阳能的开发利用潜力十分巨大，太阳能热水利用转化率约为60％-85％，，太阳能光伏的转换效率6-18％，能将光伏和光热有机的结合起来，实现功能的扩充，发挥光热***高效率和成本优势，克服光伏组件的低效率成本劣势，使之性价比最高。其次发掘屋顶和外墙资源，平板式建筑构件设计实现建筑一体化，符合大众的审美要求。
太阳能光伏发电和太阳能热水器属于一次性投资，目前光伏发电和太阳能热水技术已经非常成熟，但是太阳能热水***和发电***在城市建筑中的安装利用率还不高。虽然太阳能热水***的购买时比电、燃气热水器等费用较高，并且目前光伏发电的成本电价比实际使用的电价要高，但在使用过程中不再投资，而且在使用中生产电能，安全可靠，操作简单方便。综合计算，太阳能光伏发电和太阳能热水器投资综合效益比较高，对节能减排的意义广大。但在屋顶安装传统的光伏***投资大，真空管太阳能热水器既不安全又影响了建筑风格，使得广大用户对使用太阳能光伏***和太阳能热水器存有疑虑。
如何做到使太阳能***与建筑一体化，并且使得多个楼层均能到位使用，是人们迫切需要解决的问题。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能光伏***与光热***一体化的太阳能集热发电装置。
一种一体式太阳能集热发电装置，包括外壳、玻璃盖板、太阳能吸热板和换热管，玻璃盖板设于集热发电装置顶部，太阳能吸热板和换热管设于玻璃盖板下方，太阳能吸热板与外壳之间设有保温材料，所述玻璃盖板下方间隔透明封装有若干个太阳能光伏组件，各太阳能光伏组件之间采用导线连接。
优选地，所述吸热板上方覆盖有吸热膜。
优选地，所述的换热管为铜管，铜管设置于太阳能吸热板下方并与太阳能吸热板相接触。
本发明使用时，单晶硅太阳能光伏组件吸收太阳光后，将太阳能转化成电能；同时，由于太阳能光电转换效率较低，光伏组件本身也会被加热，再通过辐射方式加热太阳能吸热板(或为吸热膜所吸收)下方铜管中的介质。太阳能还透过各太阳能光伏组件之间的玻璃空隙后，直接为太阳能吸热板(或先为吸热膜所吸收，再传导至太阳能吸热板上)所吸收。吸热板下方的铜管中的介质加热后，再与换热水箱中的水进行热交换。铜管内有高效防冻吸热冷却介质流动，将光伏组件和吸热板所产生热量不断带走。
本发明的一体式太阳能集热发电装置具有下述有益效果：
一是把太阳能集热发电装置平板化设计和利用纳入环境的总体设计，减少了现有技术中光伏发电板和太阳能集热器分开的缺陷，可完全或部分取代屋顶覆盖层，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能光伏和集热***成为建筑物的一部分，可减少整体安装和使用成本，消除了传统太阳能光热***和光伏***对建筑物所造成的不利影响；
二是可安装于平屋顶、斜屋顶或外墙，一般对平屋顶而言用覆盖式，对斜屋顶用镶嵌式或平铺式，外墙可采用镶嵌式或外挂式安装，建筑物内可预设管道井或预埋管道；与建筑物同步设计、施工；
三是换热管内采用高效防冻吸热冷却介质，克服冬天结冻问题，同时在夏天高温天气，通过换热管辅助光伏组件散热，保持光伏组件高效发电，适应各种环境；
四是单个太阳能集热发电装置串并联可扩充成大型光伏发电和热水***。
(四)附图说明
图1为本发明一体式太阳能集热发电装置的局部结构示意图。
图2是图1所示本发明一体式太阳能集热发电装置的俯视图。
图3为采用一体式太阳能集热发电装置构成的太阳能集热发电***的原理示意图。
(五)具体实施方式
下面通过附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步地详细地描述，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1、图2，一种一体式太阳能集热发电装置，包括外壳1、玻璃盖板2、太阳能吸热板3和换热管4，玻璃盖板2设于集热发电装置顶部，太阳能吸热板3和换热管4设于玻璃盖板2下方，吸热板3与外壳1之间设有保温材料5，所述玻璃盖板2下方间隔设有若干个太阳能光伏组件6，各太阳能光伏组件6之间电连接。所述太阳能吸热板3上方覆盖有吸热膜7。所述的换热管4为铜管，铜管设置于太阳能吸热板3下方。
参照图3，将本发明的若干个一体式太阳能集热发电装置的换热管串联后再经换热管和循环泵与换热水箱构成太阳能热水***，将若干个一体式太阳能集热发电装置的太阳能光伏组件与充电控制器、蓄电池、逆变器等构成太阳能发电***，太阳能热水***与太阳能发电***组成太阳能集热发电***。
太阳能集热发电装置的换热管上设有感温探头T1，换热水箱上部设有感温探头T3，换热水箱底部设有感温探头T2，各感温探头T1，T2，T3和循环泵分别与控制***工作站连接。当换热管温度高于换热水箱温度8°时，工作站中循环泵启动，将换热管内的高温介质通过换热管与水箱进行热交换；当循环一段时间后，温差低于4°时，循环泵自动关闭。反复动作，使换热水箱水温不断提高。换热水箱的水经换热管4的传热介质加热后，分别供给厨房、卫生间等。

Claims (3)

1.一种一体式太阳能集热发电装置，包括外壳、玻璃盖板、太阳能吸热板和换热管，玻璃盖板设于集热发电装置顶部，太阳能吸热板和换热管设于玻璃盖板下方，太阳能吸热板与外壳之间设有保温材料，其特征在于：所述玻璃盖板下方间隔透明封装有若干个太阳能光伏组件，各太阳能光伏组件之间采用导线连接。
2.根据权利要求1所述的一体式太阳能集热发电装置，其特征在于：所述吸热板上方覆盖有吸热膜。
3.根据权利要求1或2所述的一体式太阳能集热发电装置，其特征在于：所述的换热管为铜管，铜管设置于太阳能吸热板下方并与太阳能吸热板相接触。
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