CN202930414U - 基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件 - Google Patents

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聂晶
皇海燕
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Abstract

本实用新型公开基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，包括光伏组件、太阳能重力热管、底板和导热通道，所述光伏组件和所述底板的四周通过密封胶固定连接，所述光伏组件与所述底板之间形成真空密闭隔热腔；所述太阳能重力热管的蒸发端位于所述真空密闭隔热腔内并与所述光伏组件热传导连接，所述太阳能重力热管的冷凝端位于所述真空密闭隔热腔外部的所述导热通道内，所述太阳能重力热管内有流动的纳米流体。本实用新型具有结构简单、占用空间小、节约能源、散热效率高、易于安装及电热综合效率高的特点，既满足隔热保温等建筑性能要求，又满足发电性能的要求。

Description

基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏组件散热效率高的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件。
背景技术
近年来，人们对光伏电池板背的散热做了大量的研究。传统的光伏电池散热技术有风冷、水冷等方法。
风冷法结构简单，投资小，对电池有一定的冷却效果，但是由于空气比热容较小，风冷对流换热系数较低，冷却效果不理想，而且在强制对流时风扇还需要消耗额外的电能，并受到各种安装条件限制，需要预留充足的通风空间。
相对于风冷而言，水冷散热效率有显著提高，但是散热装置比较复杂，成本也较高，一般还需要消耗泵的能量，而且存在漏水、管板破裂、散热不均等问题，不是光伏构件散热的理想方式。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、占用空间小、节约能源并且散热效率高的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件。
本实用新型的技术方案是这样实现的：基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，包括光伏组件、太阳能重力热管和底板，所述光伏组件和所述底板的四周通过密封胶固定连接，所述光伏组件与所述底板之间形成真空密闭隔热腔，所述真空密闭隔热腔内抽真空。所述太阳能重力热管的蒸发端位于所述真空密闭隔热腔内并与所述光伏组件热传导连接，所述太阳能重力热管的冷凝端位于所述真空密闭隔热腔外部，所述太阳能重力热管内有纳米流体。纳米流体是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质；此为现有技术。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述光伏组件包括玻璃、光伏电池和背板，所述光伏电池位于所述玻璃与所述背板之间，并且分别与所述玻璃和所述背板贴合；所述太阳能重力热管通过导热胶与所述背板热传导连接。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述光伏电池为晶硅电池或非晶硅电池。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述太阳能重力热管为圆形铜管、椭圆形铜管或矩形铜管。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述太阳能重力热管的外表面上设置有翅片。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述太阳能重力热管的冷凝端位于所述真空密闭隔热腔外部的导热通道内。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，相邻两个所述光伏光热组件的导热通道流体导通。
上述基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，所述导热通道内设置有换热体，所述换热体上设置有热管插孔，所述热管插孔的***口位于所述导热通道外部；所述太阳能重力热管的冷凝端自所述***口***到所述热管插孔内。
本实用新型的有益效果是：充满纳米流体的太阳能重力热管启动方式为均匀启动；与水热管相比，纳米流体热管加热段启动温度降低2-4℃，启动时间缩短；纳米流体热管加热段和冷凝段的温差比水热管低2-4℃；加热段长度对纳米流体热管启动过程影响较小；纳米流体热管的传热系数比水热管提高30-80％，而其热阻比水热管降低20-45％。纳米流体重力热管加热段属沸腾换热，弱化了纳米流体稳定性对传热性能的影响，从而实现了纳米流体与太阳能重力热管的优势互补。纳米流体重力热管的热阻比水小，在较高传输功率工况下表现出较好的传热性能。
纳米流体可以强化太阳能重力热管内部流体的换热和减少换热热阻；具有优良的导热性和稳定的流动性，尤其是碳纳米管，常温下它的导热系数是铜的80倍、铝的140倍，比其它纳米固体颗粒有更大的强化传热潜力，并且纳米流体可以进行人工制备，其物性不受自身的约束。
因此，本实用新型具有结构简单、占用空间小、节约能源、散热效率高、易于安装及电热综合效率高的特点，既满足隔热保温等建筑性能要求，又满足发电性能的要求。
附图说明
图1为本实用新型基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件的结构示意图；
图2为图1所示本实用新型基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件的导热通道的内部结构示意图；
图3为图1所示本实用新型基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件的导热通道的外部结构示意图；
图4为本实用新型基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件的具有翅片的太阳能重力热管外部结构示意图；
图中：1-光伏组件，2-太阳能重力热管，3-底板，4-导热通道，5-密封胶，6-真空密闭隔热腔，7-纳米流体，8-翅片，9-导热胶，10-换热体，11-热管插孔，12-***口。
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步的说明：
如图1所示，本实施例基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件包括光伏组件1、太阳能重力热管2、底板3和导热通道4。所述底板3可以是玻璃、高分子材料或金属材料。如图2和图3所示，所述导热通道4位于所述真空密闭隔热腔6外部，所述导热通道4内设置有换热体10，所述换热体10上设置有热管插孔11，所述热管插孔11的***口12位于所述导热通道4外部。所述光伏组件1和所述底板3的四周通过密封胶5固定连接，所述光伏组件1与所述底板3之间形成真空密闭隔热腔6；所述太阳能重力热管2的蒸发端位于所述真空密闭隔热腔6内并与所述光伏组件1热传导连接，所述太阳能重力热管2的冷凝端自所述***口12***到所述热管插孔11内。所述太阳能重力热管2内有纳米流体7；使得所述光伏组件1产生的热量传导给所述太阳能重力热管2内的纳米流体7，所述纳米流体7通过所述太阳能重力热管2的冷凝端将热量传递给所述换热体10，所述导热通道4内的流动换热工质对所述换热体10进行冷却，从而可以实现将所述纳米流体7自所述光伏组件1吸收的热量换走，从而实现了间接对所述光伏组件1进行换热。所述纳米流体7可以是纳米Al2O3与水形成的纳米流体、纳米CuO与水形成的纳米流体、纳米SiO2与水形成的纳米流体或碳纳米管与水形成的纳米流体。
相邻两个所述光伏光热组件的导热通道4流体导通，使得各个所述导热通道4内流动流体形成一个循环，通过所述导热通道4带走的热量，可加以利用，实现热电联产；所述导热通道4内流动流体可以为水、空气等导热介质。
在本实施例中，所述光伏组件1包括玻璃、光伏电池和背板，所述光伏电池位于所述玻璃与所述背板之间，并且分别与所述玻璃和所述背板贴合；所述太阳能重力热管2通过导热胶9与所述背板热传导连接。所述光伏电池可以为晶硅电池或非晶硅电池；所述太阳能重力热管2为圆形铜管或矩形铜管。如图4所示，所述太阳能重力热管2的外表面上设置有翅片8，以利于快速将所述光伏组件1产生的热量传导至所述太阳能重力热管2内的所述纳米流体7。
本实施例基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件具有结构简单、占用空间小、节约能源、散热效率高、易于安装及电热综合效率高的特点，既满足隔热保温等建筑性能要求，又满足发电性能的要求。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，包括光伏组件（1）、太阳能重力热管（2）和底板（3），所述光伏组件（1）和所述底板（3）的四周通过密封胶（5）固定连接，所述光伏组件（1）与所述底板（3）之间形成真空密闭隔热腔（6）；所述太阳能重力热管（2）的蒸发端位于所述真空密闭隔热腔（6）内并与所述光伏组件（1）热传导连接，所述太阳能重力热管（2）的冷凝端位于所述真空密闭隔热腔（6）外部，所述太阳能重力热管（2）内有纳米流体（7）。 
2.根据权利要求1所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述光伏组件（1）包括玻璃、光伏电池和背板，所述光伏电池位于所述玻璃与所述背板之间，并且分别与所述玻璃和所述背板贴合；所述太阳能重力热管（2）通过导热胶（9）与所述背板热传导连接。 
3.根据权利要求2所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述光伏电池为晶硅电池或非晶硅电池。 
4.根据权利要求1所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述太阳能重力热管（2）为圆形铜管、椭圆形铜管或矩形铜管。 
5.根据权利要求1所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述太阳能重力热管（2）的外表面上设置有翅片（8）。 
6.根据权利要求1-5任一所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述太阳能重力热管（2）的冷凝端位于所述真空密闭隔热腔（6）外部的导热通道（4）内。 
7.根据权利要求6所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特 征在于，相邻两个所述光伏光热组件的导热通道（4）流体导通。 
8.根据权利要求1-5任一所述的基于纳米流体重力热管散热的光伏光热组件，其特征在于，所述导热通道（4）内设置有换热体（10），所述换热体（10）上设置有热管插孔（11），所述热管插孔（11）的***口（12）位于所述导热通道（4）外部；所述太阳能重力热管（2）的冷凝端自所述***口（12）***到所述热管插孔（11）内。 
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