CN108731278A - 一种太阳能热电联供*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能热电联供***,解决了现有的光伏组件发电效率低,集热结构的传热介质在传热过程中传热效率低,热电未高效利用的问题。本发明包括光伏组件、集热板、恒温水箱和支撑架,所述光伏组件和集热板安装在所述支撑架上,所述集热板与所述光伏组件的导热边框连接,所述集热板、导热边框与所述光伏组件的背面围合形成中空的换热空间,所述通风管道连接在所述集热板的背面并与所述换热空间连通,所述通风管道的进气口安装鼓风机,所述通风管道的出气口设置空气源热泵,所述空气源热泵连接恒温水箱。本发明具有发电效率高、集热快、换热效率高、热电利用率高等优点。

Description

一种太阳能热电联供***
技术领域
本发明涉及光伏技术领域,具体涉及一种太阳能热电联供***。
背景技术
单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成光伏组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电***中的核心部件,也是太阳能发电***中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能,并送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。
目前太阳能的应用方式主要有两种,一种是光伏发电,一种是光热利用。光伏发电的效率比较低,大约只有20%左右,其余的能量多数以热能的形式存在。光伏板表面所积蓄的高温热能对光伏发电没有益处,反而会降低光伏发电的效率。
另外一方面,如果对这些热能加以引导和利用,除了可以提高光伏发电的效率,还可以在光伏发电基础上增加光热利用的价值,从而提高太阳能的整体利用率。
为了将光伏组件发电产生的热量进行收集,出现了在光伏组件背板上设置集热设备,如专利CN205657071U在光伏组件的背板与若干路导热管或换热腔贴合,或者由光伏组件的背板紧密贴合带有夹层管路或夹层腔体的导热板,或者在光伏组件的背板内部或者背板后表面设置一体化的导热管或者换热腔,并在导热管中通入水等传热介质,换热腔内表面设有螺纹、肋条或者内翅片。这样在吸收了热量之后温度升高,该水用来供暖或者提供热水供用户使用,从而实现了对光伏组件发电散失热量的收集和利用,但是在上述专利中,光伏组件的背面贴合换热腔,即换热腔的一面与光伏组件贴合,热量先传输给换热腔的上表面再传给换热腔中的传热介质和换热腔的下表面,传热效率较低,并且热电并没有高效地进行利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有的光伏组件发电效率低,集热结构的传热介质在传热过程中传热效率低,热电未高效利用。
本发明提供了解决上述问题的一种太阳能热电联供***。
本发明通过下述技术方案实现:
一种太阳能热电联供***,包括光伏组件、集热板、恒温水箱和支撑架,所述光伏组件和集热板安装在所述支撑架上,所述集热板与所述光伏组件的导热边框连接,所述集热板、导热边框与所述光伏组件的背面围合形成中空的换热空间,所述通风管道连接在所述集热板的背面并与所述换热空间连通,所述通风管道的进气口安装鼓风机,所述通风管道的出气口设置空气源热泵,所述空气源热泵连接恒温水箱。
本发明的设计原理为:在光伏组件具有导热边框,集热板与导热边框连接,这样可形成一个以光伏组件的背面和集热板为上下底面、导热边框为侧壁的换热空腔,通过通风管道连通换热空间,用鼓风机鼓入外部空气,当光伏组件在发电过程中产生热量时,热量一方面会沿导热边框向与导热边框连接的集热板传热,另一方面是通过光伏组件的背板直接向换热空腔传导,而当外部空气在换热空腔中流通时,一方面会直接带走光伏组件背板发出的热,另一方面会带走由铝边框传递到集热板上的热,这样直接用光伏组件的背板和集热板及导热边框组成的换热空腔相比在光伏组件的背板上贴合换热空腔的情况来说,它无需将光伏组件的背板上的热量先传递给换热空腔的上表面,再传给换热空腔中流通的气体而是直接由光伏组件的背板与气体接触,传热效率更高。本发明的空气源热泵以吸收了光伏组件的热源的热空气为直接介质,无结晶现象,有效地提高了空气源的热转换效率,由于热能迅速导走,光伏组件的发电效率。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述光伏组件和集热板倾斜安装在所述支撑架上,所述通风管包括设置在所述集热板的倾斜下端的下通风管和设置在所述集热板的倾斜上端的上通风管,所述上通风管和所述下通风管相互连通,所述鼓风机安装在所述下通风管的进气口,所述上通风管上连通向下的竖直通风管,所述空气源热泵安装在所述上通风管的出气口,将鼓风机安装在集热板倾斜面的下端,当空气鼓入之后,在受到光伏组件的背板和热传递温度升高之后,热空气会由于密度增大而向上运动,因此,热空气会沿着换热空腔从下端向上端运动加之鼓入空气的推动会加速该运动,再者空气源热泵有利于将热空气吸走,从而使得在换热空腔中流动的空气会快速带走光伏组件背面和集热板上的热量。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述空气源热泵的出水口连接所述恒温水箱的进水口,所述空气源热泵的进水口连接所述恒温水箱的出水口,且在所述空气源热泵的进水口与所述恒温水箱的出水口之间设置循环水泵,这样可以使得空气源热泵对恒温水箱中的水循环加热,保持水温。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述光伏组件发电通过并光伏并网逆变器为所述空气源热泵、循环水泵供电,余电用于上网,有效地实现热电联供。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述光伏组件包括多个串联和并联的太阳电池单体,每个所述太阳电池单体后面设置所述集热板,所述集热板的背面设置通孔,所述通风管通过通孔与所述集热板连接。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述集热板与所述光伏组件的导热边框通过高温硅胶密封连接。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述集热板的材质为铝塑板。
本发明优选的一种太阳能热电联供***,所述导热边框为铝边框。
本发明具有如下的优点和有益效果:
1、本发明通过在光伏组件的背面直接密封连接集热板形成换热空腔,所述集热板的背部连通通风管,当通风管中通入空气时,会将光伏组件背面的热量和传递到集热板上的热量导走,散热快,而且热量能通过空气源热泵用于对水进行加热,实现了热量传导和利用,且传热快,热的利用率高;
2、本发明通过光伏组件所发的电一方面为空气源热泵、循环水泵供电,余电则用于上网,有效地实现热电联供。
3、本发明在夏季通过空气源***吸收组件背面热量,有利的提高了光伏组件的发电效率约10%以上,在冬季空气源***以空气作为直接介质无结晶现象,有效的提高了空气源热转换效率4倍以上。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的右视结构示意图。
图2为本发明的正视结构示意图。
图3为本发明热电供应示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-光伏组件,2-集热板,3-支撑架,4-换热空间,5-导热边框,6-通风管道,60-下通风管,61-上通风管,62-竖直通风管,63-U形通风管,64-连接管,7-鼓风机,8-空气源热泵,9-循环水泵,10-恒温水箱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1和图2所示,基于背面集热式光伏组件1的热电供应装置,本实施例是3KW的***模型,采用2串6并的方式进行排列,包括12块太阳电池单体和12块铝塑材质的集热板2,所述光伏组件1和集热板2倾斜安装在支撑架3上形成一定的倾斜角,倾斜角根据充分接收太阳光照来确定,所述集热板2与所述光伏组件1的导热边框5连接,所述集热板2、导热边框5与所述光伏组件1的背面围合形成中空的换热空间4,每个所述集热板2上均设置通孔,通风管道6通过通孔与所述换热空间4连通,所述通风管包括设置在所述集热板2的倾斜下端的下通风管60和设置在所述集热板2的倾斜上端的上通风管61,所述上通风管61和所述下通风管60相互连通,所述上通风管61上连通向下的竖直通风管62,所述鼓风机7安装在所述下通风管60的进气口,所述空气源热泵8安装在所述竖直通风管62的出气口,串联的两排集热板2上通过U形通风管63进行连通,根据集热板2和太阳电池单体的数量,每个集热板2上包括进风口和出风口,因此在12块集热板2上设置24个通孔,其中中部连接串联的集热板2的6个U形通风管63分别与相应的6个进风口和6个出风口连接,实现上下串联的单体太阳能电池背面换热空间4之间空气的导通,而下通风管60上连接6个连接管64,分别与下端并联的6个集热板2连通,实现进风分散到6个集热板2上,而上通风管61上也设置6个连接管64,分别与上端并联的6个集热板2连通,使得空气从6个出风口汇集到上通风管61,再经向下的竖直通风管62流向空气源热泵8,将鼓风机7安装在集热板2倾斜面的下端,所述空气源热泵8的出水口连接所述恒温水箱10的进水口,所述空气源热泵8的进水口连接所述恒温水箱10的出水口,且在所述空气源热泵8的进水口与所述恒温水箱10的出水口之间设置循环水泵9,当光伏组件1发电散热时,鼓入空气,空气受到光伏组件1的背板和热传递温度升高之后,热空气会由于密度增大而向上运动,因此,热空气会沿着换热空腔从下端向上端运动加之鼓入空气的推动会加速该运动,而空气源热泵8将热空气当做介质,有利于将热空气吸走并对水进行加热,并通过循环水泵9对水进行循环加热,保持水温恒定。
所述集热板2的材质为铝塑板,所述太阳电池单体的导热边框5为铝边框,所述集热板2与所述铝边框通过高温硅胶密封连接。
所述铝塑集热板22内面进行三角形凹凸处理,增加集热面积、减缓风速加大受热时间。
所述连接管64与所述通孔连接的端部设置连接耳,所述连接耳与所述集热板2通过螺栓连接使得所述连接管64的管口与所述通孔对接。
所述U形管与集热板2连通的端部设置连接耳二,所述连接耳二与所对应的集热板2通过螺栓连接使得所述连接管64的管口与所述通孔对接。
所述支撑架33包括支撑倾斜光伏组件1下端的第一水平杆、支撑光伏组件1上端的第二水平杆、支撑上通风管61的水平架、四个竖直杆,所述第一水平杆的两端分别连接支撑于地面的第一竖直杆和第二竖直杆,所述第二水平杆的两端分别连接支撑于地面的第三竖直杆和第四竖直杆,所述水平架分别与第三竖直杆和第四竖直杆垂直连接,所述水平架的左右端部的中部通过斜杆与所述第三竖直杆和第四竖直杆连接,以起到支撑水平架的作用,所述竖直杆与地面接触的端部设置圆柱形支脚,所述与支脚接触的地面做水泥地基,防止支脚下沉影响光伏组件1的平衡性。
本模型为3KW发电***,集热采用2串6并的方式,能在30分钟左右将常温水加热至60℃。
实施例2
如图3所示,本实施例与实施例1的区别在于,所述所述光伏组件1发电通过并光伏并网逆变器为所述空气源热泵8、循环水泵9供电,余电用于上网,有效地实现热电联供。
该实验模型空气源***总功率仅2KW,可用光伏发电***自身发电供给、余电上网。
本发明中,所述术语“上端”“下端”“向上”“向下”均以附图的方位为准,附图中所述“→”表示风向。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能热电联供***,包括光伏组件(1)、集热板(2)、恒温水箱(10)和支撑架(3),所述光伏组件(1)和集热板(2)安装在所述支撑架(3)上,其特征在于,所述集热板(2)与所述光伏组件(1)的导热边框(5)连接,所述集热板(2)、导热边框(5)与所述光伏组件(1)的背面围合形成中空的换热空间(4),通风管道(6)连接在所述集热板(2)的背面并与所述换热空间(4)连通,所述通风管道(6)的进气口安装鼓风机(7),所述通风管道(6)的出气口设置空气源热泵(8),所述空气源热泵(8)连接恒温水箱(10)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述光伏组件(1)和集热板(2)倾斜安装在所述支撑架(3)上,所述通风管包括设置在所述集热板(2)的倾斜下端的下通风管(60)和设置在所述集热板(2)的倾斜上端的上通风管(61),所述上通风管(61)和所述下通风管(60)相互连通,所述鼓风机(7)安装在所述下通风管(60)的进气口,所述上通风管(61)上连通向下的竖直通风管(62),所述空气源热泵(8)安装在所述竖直通风管(62)的出气口。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述空气源热泵(8)的出水口连接所述恒温水箱(10)的进水口,所述空气源热泵(8)的进水口连接所述恒温水箱(10)的出水口,且在所述空气源热泵(8)的进水口与所述恒温水箱(10)的出水口之间设置循环水泵(9)。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述光伏组件(1)发电通过并光伏并网逆变器为所述空气源热泵(8)、循环水泵(9)供电,余电用于上网。
5.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述光伏组件(1)包括多个串联和并联的太阳电池单体,每个所述太阳电池单体后面设置所述集热板(2),所述集热板(2)的背面设置通孔,所述通风管道通过通孔与所述集热板(2)连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述集热板(2)与所述光伏组件(1)的铝边框通过高温硅胶密封连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述集热板(2)的材质为铝塑板。
8.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热电联供***,其特征在于,所述导热边框(5)为铝边框。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698672A (zh) * 2018-12-18 2019-04-30 四川蜀旺新能源股份有限公司 一种装有集热器的太阳能板
CN109812975A (zh) * 2018-12-25 2019-05-28 广西赫阳能源科技有限公司 一种光伏空气源热泵热水***
CN115183307A (zh) * 2022-07-05 2022-10-14 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 一种聚光太阳能热电联产集热设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201078033Y (zh) * 2007-08-28 2008-06-25 杜德利 太阳能空气集热保温装饰墙板
CN201246923Y (zh) * 2008-07-29 2009-05-27 东南大学 热泵***蒸发器与太阳能光伏集热器复合热源装置
CN101938227A (zh) * 2010-07-07 2011-01-05 镇江新梦溪能源科技有限公司 一种平板型太阳能热电联供装置
CN103574916A (zh) * 2013-11-29 2014-02-12 兰州理工大学 多介质太阳能集热辅助热泵***
CN206037676U (zh) * 2016-09-20 2017-03-22 攀枝花学院 太阳能空气集热器联合空气源热泵的干燥装置
CN206755657U (zh) * 2017-04-27 2017-12-15 山东省产品质量检验研究院 太阳能热风辅助的空气源热泵***
CN207112996U (zh) * 2017-08-02 2018-03-16 周和泉 一种太阳能热风热泵采暖***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201078033Y (zh) * 2007-08-28 2008-06-25 杜德利 太阳能空气集热保温装饰墙板
CN201246923Y (zh) * 2008-07-29 2009-05-27 东南大学 热泵***蒸发器与太阳能光伏集热器复合热源装置
CN101938227A (zh) * 2010-07-07 2011-01-05 镇江新梦溪能源科技有限公司 一种平板型太阳能热电联供装置
CN103574916A (zh) * 2013-11-29 2014-02-12 兰州理工大学 多介质太阳能集热辅助热泵***
CN206037676U (zh) * 2016-09-20 2017-03-22 攀枝花学院 太阳能空气集热器联合空气源热泵的干燥装置
CN206755657U (zh) * 2017-04-27 2017-12-15 山东省产品质量检验研究院 太阳能热风辅助的空气源热泵***
CN207112996U (zh) * 2017-08-02 2018-03-16 周和泉 一种太阳能热风热泵采暖***

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698672A (zh) * 2018-12-18 2019-04-30 四川蜀旺新能源股份有限公司 一种装有集热器的太阳能板
CN109812975A (zh) * 2018-12-25 2019-05-28 广西赫阳能源科技有限公司 一种光伏空气源热泵热水***
CN115183307A (zh) * 2022-07-05 2022-10-14 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 一种聚光太阳能热电联产集热设备
CN115183307B (zh) * 2022-07-05 2024-04-09 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 一种聚光太阳能热电联产集热设备

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