CN112378124A - 一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器 - Google Patents
一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，涉及光伏/光热耦合领域，为上下压制粘结的多层结构，包括：光伏表面玻璃覆膜；光伏电池，所述光伏电池设置于所述光伏表面玻璃覆膜的下方；第一EVA胶膜，所述第一EVA胶膜设置于所述光伏电池的下方；电绝缘层，所述电绝缘层设置于所述第一EVA胶膜的下方；第二EVA胶膜，所述第二EVA胶膜设置于所述电绝缘层的下方；吹胀式集热/蒸发器，所述吹胀式集热/蒸发器设置于所述第二EVA胶膜的下方。本发明合理匹配光伏组件与吹胀式太阳能集热/蒸发器的面积比例，提高了组件综合效率，提高太阳能保证率；本发明采用双侧进出流道设计的新型吹胀式集热/蒸发器，保证光伏组件表面温度的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏/光热耦合领域，尤其涉及一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器。
背景技术
太阳能利用主要分为光伏利用和光热利用。光伏利用的主要方式为光伏电池，而在针对小型分布式用户的光热利用中，太阳能集热器的应用颇为广泛，例如：平板集热器、真空管集热器等。对于光伏组件来说，由于存在温度效应，工作温度越高但发电效率越低，因此在良好辐照的环境条件下，如何降低光伏组件的工作温度成为一大难点。光伏/光热组件的提出，可以通过集热介质的循环有效降低光伏组件的工作温度，而传统的太阳能集热器无法稳定、高效的进行集热，从而造成了光伏/光热组件的热电输出不稳定。
太阳能直膨式热泵的提出可以有效解决***不稳定的难题，将太阳能光伏/光热组件制作成集热/蒸发器，形成太阳能光伏/光热集热/蒸发器，运用于直膨式太阳能热泵***中，将热泵循环与集热循环合理耦合，提高***运行效率，同时满足用户稳定的热电需求。而传统的太阳能光伏/光热集热/蒸发器由于部分太阳能转化为电能，因此集热效率较低，在辐照条件较差的情况下无法满足用热需求。因此，如何使得光伏/光热组件实现高效热电联产成为关键问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，解决现有技术中存在的热电输出效率低和不稳定的问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何设计一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，实现光伏/光热组件的高效热电输出。
为实现上述目的，本发明提供了一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，用于直膨式太阳能热泵***实现双效热电联产，通过优化的流道结构和组件间的耦合匹配，使得光伏/光热组件有效提高发电量和集热量。采用该光伏/光热组件的太阳能直膨式热泵***可高效、稳定满足居民的电/热需求。
本发明提供的一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器为上下压制粘结的多层结构，包括：
光伏表面玻璃覆膜；
光伏电池，所述光伏电池设置于所述光伏表面玻璃覆膜的下方；
第一EVA胶膜，所述第一EVA胶膜设置于所述光伏电池的下方；
电绝缘层，所述电绝缘层设置于所述第一EVA胶膜的下方；
第二EVA胶膜，所述第二EVA胶膜设置于所述电绝缘层的下方；
吹胀式集热/蒸发器，所述吹胀式集热/蒸发器设置于所述第二EVA胶膜的下方。
进一步地，所述吹胀式集热/蒸发器包括：
进口端，所述进口端设置于所述吹胀式集热/蒸发器的一端；
出口端，所述出口端设置于所述吹胀式集热/蒸发器的另一端；
流道，所述流道设置于所述进口端与所述出口端之间。
进一步地，所述流道的流道结构包括六边形流道和棋盘型流道。
进一步地，所述六边形流道设置于靠近所述进口端的一侧；所述棋盘型流道设置于靠近所述出口端的一侧。
进一步地，所述进口端采用一分二再分四的形式完成入口的分流。
进一步地，所述吹胀式集热/蒸发器的面积大于所述光伏电池的面积。
进一步地，所述光伏表面玻璃覆膜、所述光伏电池、所述第一EVA胶膜与所述电绝缘层安装于所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器中部位置，保证所述光伏电池的温度均匀性。
进一步地，所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器采用下进上出的竖放安装模式；所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器的表面的非光伏组件覆盖处采用高吸收率、低发射率的黑色吸光材料。
进一步地，所述吹胀式集热/蒸发器的中板上设置有接线盒安装孔；所述接线盒安装孔的宽度为103毫米、长度为117毫米，离所述中板的上沿为355毫米；所述接线盒安装孔左右居中，为光伏组件的接线盒的安装位置。
进一步地，光伏组件下沿离所述吹胀式集热/蒸发器的下沿为353毫米；光伏组件上沿离所述吹胀式集热/蒸发器的上沿为310毫米；所述光伏组件的长度为1467毫米、宽度为670毫米；吹胀式集热/蒸发器胀起流道的长度为2130毫米，宽度为720毫米。
本发明提供的一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器至少具有以下技术效果：
1、本发明采用的光伏/光热组件，合理匹配光伏组件与吹胀式太阳能集热/蒸发器的面积比例，使得组件在满足发电量需求的同时，收集更多的热量，满足供热需求，从而提高了组件综合效率，提高太阳能保证率；
2、本发明采用双侧进出流道设计的新型吹胀式集热/蒸发器，使得板内工质不存在气相积聚的问题，下进上出的流道布置，遵从密度分配规律，工质在流道内逐步气化，从上方出口离开保证了板内流体分配的均匀性，进而保证光伏组件表面温度的均匀性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的剖面图；
图2为图1所示实施例的流道的结构图；
图3为图1所示实施例的俯视图；
图4为图1所示实施例的流道的剖面图。
其中，1-光伏表面玻璃覆膜，2-光伏电池，3-第一EVA胶膜，4-电绝缘层，5-第二EVA胶膜，6-吹胀式集热/蒸发器，7-吹胀式集热/蒸发器胀起流道，8-工质流动通道，9-进口端，10-光伏组件下沿，11-出口端，12-光伏组件上沿，13-下半区黑色吸光材料覆盖区，14-上半区黑色吸光材料覆盖区，15-接线盒安装孔。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
本发明实施例提供了一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器(Photovoltaic/thermal collector/evaporator)，光伏组件与太阳能集热/蒸发器的合理耦合可以有效实现组件的高效热电联产。在本发明实施例中，解决了传统太阳能光伏/光热集热/蒸发器集热量不足的问题，该组件太阳能集热/蒸发器面积远大于光伏组件的覆盖面积，降低光伏组件覆盖率，未覆盖光伏组件区域喷涂黑色吸光材料，在保证组件的发电量上，提高组件的集热量，实现双效热电联产。此外，分侧进出的结构设计使得板内流体分布更加均匀，解决工质气相积聚问题的同时，满足光伏组件覆盖处温度的均匀性要求。
具体来说，本发明提供了一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，用于直膨式太阳能热泵***实现双效热电联产，通过优化的流道结构和组件间的耦合匹配，使得光伏/光热组件有效提高发电量和集热量。采用该光伏/光热组件的太阳能直膨式热泵***可高效、稳定满足居民的电/热需求。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器的剖面图。该太阳能光伏/光热集热/蒸发器为上下压制粘结的多层结构，包括：
光伏表面玻璃覆膜1；
光伏电池2，光伏电池2设置于光伏表面玻璃覆膜1的下方；
第一EVA胶膜3，第一EVA胶膜3设置于光伏电池2的下方；
电绝缘层4，电绝缘层4设置于第一EVA胶膜3的下方；
第二EVA胶膜5，第二EVA胶膜5设置于电绝缘层4的下方；
吹胀式集热/蒸发器6，吹胀式集热/蒸发器6设置于第二EVA胶膜5的下方。
吹胀式集热/蒸发器6为新型吹胀式集热/蒸发器。
如图2所示，吹胀式集热/蒸发器6包括：
进口端9，进口端9设置于吹胀式集热/蒸发器6的一端；
出口端11，出口端11设置于吹胀式集热/蒸发器6的另一端；
流道，流道设置于进口端9与出口端11之间。
其中，流道为吹胀式集热/蒸发器胀起流道7。
其中，流道的流道结构包括六边形流道和棋盘型流道。
六边形流道设置于靠近进口端9的一侧；棋盘型流道设置于靠近出口端11的一侧。
其中，进口端9采用一分二再分四的形式完成入口的分流。
其中，吹胀式集热/蒸发器6的面积远大于光伏电池2的面积，使得板内光伏组件覆盖率降低，从而解决传统太阳能光伏/光热组件集热量不足的问题，将集热和发电合理耦合，实现双效热电联产。
由于进口端9的工质液相比例高，蒸发吸热能力强，采用分流能力以及集热效率更高的六边形流道；在出口端11，工质流体在经过板内的吸热蒸发过程后，其工质气相比例高，采用流动阻力小的棋盘型流道快速导出，从而保证整板的高集热效率和流量分配的均一性。
其中，光伏表面玻璃覆膜、光伏电池、第一EVA胶膜与电绝缘层安装于太阳能光伏/光热集热/蒸发器的中部位置，保证光伏电池的温度均匀性。
如图1所示，在吹胀式集热/蒸发器6的下方，设置吹胀式集热/蒸发器胀起流道7和工质流动通道8。
如图3所示，太阳能光伏/光热集热/蒸发器采用下进上出的竖放安装模式；太阳能光伏/光热集热/蒸发器的表面的非光伏组件覆盖处采用高吸收率、低发射率的黑色吸光材料，使得整板的集热量得到提高，在保证光伏组件发电量的同时，提高单板集热量。具体来说，太阳能光伏/光热集热/蒸发器包括下半区黑色吸光材料覆盖区13和上半区黑色吸光材料覆盖区14。
其中，吹胀式集热/蒸发器6的中板上设置有接线盒安装孔15。接线盒安装孔15的宽度为103毫米、长度为117毫米，离中板的上沿为355毫米；接线盒安装孔15左右居中，为光伏组件的接线盒的安装位置。
其中，光伏组件下沿10离吹胀式集热/蒸发器6的下沿为353毫米；光伏组件上沿12离吹胀式集热/蒸发器6的上沿为310毫米；光伏组件的长度为1467毫米、宽度为670毫米；吹胀式集热/蒸发器胀起流道7的长度为2130毫米，宽度为720毫米。
图4为流道的剖面图，为上大下小的梯形形状。
本发明实施例提供的一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器可以实现高效供热发电。该组件制造工艺完善，安装简便，适合分布式的太阳能利用。对我国的可再生能源发展和节能减排有重要意义。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器为上下压制粘结的多层结构，包括：
光伏表面玻璃覆膜；
光伏电池，所述光伏电池设置于所述光伏表面玻璃覆膜的下方；
第一EVA胶膜，所述第一EVA胶膜设置于所述光伏电池的下方；
电绝缘层，所述电绝缘层设置于所述第一EVA胶膜的下方；
第二EVA胶膜，所述第二EVA胶膜设置于所述电绝缘层的下方；
吹胀式集热/蒸发器，所述吹胀式集热/蒸发器设置于所述第二EVA胶膜的下方。
2.如权利要求1所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述吹胀式集热/蒸发器包括：
进口端，所述进口端设置于所述吹胀式集热/蒸发器的一端；
出口端，所述出口端设置于所述吹胀式集热/蒸发器的另一端；
流道，所述流道设置于所述进口端与所述出口端之间。
3.如权利要求2所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述流道的流道结构包括六边形流道和棋盘型流道。
4.如权利要求3所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述六边形流道设置于靠近所述进口端的一侧；所述棋盘型流道设置于靠近所述出口端的一侧。
5.如权利要求4所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述进口端采用一分二再分四的形式完成入口的分流。
6.如权利要求5所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述吹胀式集热/蒸发器的面积大于所述光伏电池的面积。
7.如权利要求6所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述光伏表面玻璃覆膜、所述光伏电池、所述第一EVA胶膜与所述电绝缘层安装于所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器中部位置，保证所述光伏电池的温度均匀性。
8.如权利要求7所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器采用下进上出的竖放安装模式；所述太阳能光伏/光热集热/蒸发器的表面的非光伏组件覆盖处采用高吸收率、低发射率的黑色吸光材料。
9.如权利要求8所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，所述吹胀式集热/蒸发器的中板上设置有接线盒安装孔；所述接线盒安装孔的宽度为103毫米、长度为117毫米，离所述中板的上沿为355毫米；所述接线盒安装孔左右居中，为光伏组件的接线盒的安装位置。
10.如权利要求9所述的双效热电联产的太阳能光伏/光热集热/蒸发器，其特征在于，光伏组件下沿离所述吹胀式集热/蒸发器的下沿为353毫米；光伏组件上沿离所述吹胀式集热/蒸发器的上沿为310毫米；所述光伏组件的长度为1467毫米、宽度为670毫米；吹胀式集热/蒸发器胀起流道的长度为2130毫米，宽度为720毫米。
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