[發明專利]用于光伏幕墻的電熱聯產電池板

有效

• 申請號: 201110164101.9
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102270689A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 趙軍;陳嘉;王甫;曹虹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/048;H01L31/058;E04D13/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種電池板，尤其涉及一種可以實現電熱聯產的同時降低建筑能耗的應用于建筑一體化的電池板。

背景技術

太陽能作為可再生能源，其開發利用是節約化石能源和解決環境污染的重要途徑，目前太陽能低溫熱水器系統和太陽能光伏發電系統的應用得到了快速發展。在一些地區，家用太陽能熱水系統的經濟性與能源節約效果已顯現，獨立和并網發電系統在技術上也已日趨成熟。但由于系統發電成本較高，因此大規模應用還需依賴國家政策，但最終還是要通過降低光伏系統的成本來實現。而其中一種手段便是增加產出投入比來實現。一種集光伏和太陽能低溫熱利用為一體的集熱器于20世紀70年代提出，通過層壓或膠粘技術將太陽電池或組件與集熱器有機結合在一起，當太陽電池發電時，只有約15％-20％的能量轉換為光電，其余大部分能量為熱能，而這些熱能通過水或空氣回收會產生熱水或熱空氣。光伏光熱集熱器(photovoltaic-thermal，PVT)既可以提高組件的發電效率(因為隨著溫度升高，電池的發電效率會下降)，同時也會獲得可觀的集熱效率，這在很大程度上降低了光伏發電的成本，與此同時，也提高了可再生能源與建筑應用的操作性。

目前，電熱聯產組件主要有兩大類：空冷型和水冷型。由于晶硅電池的固有特性，一方面電池發電效率隨電池溫度的升高而降低，另一方面，電池應當封裝在隔絕空氣的環境中，否則會大大影響電池使用壽命。在現有常見的空冷，水冷型電熱聯產組件設計中，對電池封裝提出更高要求，增加成本；同時，空冷型的以空氣作為傳熱介質，雖然簡單安全，但是換熱效果較差，集熱效率也較低。如果使用強制換熱方法，風機的使用不僅消耗電量，也增加成本。而水冷型的以水為傳熱介質，效果雖然比空冷型要好，但是水的流動一方面對密封提出更高要求，而且還存在電池板整體溫度分布不均，影響電池使用壽命的問題，另一方面，為了保證一定的散熱集熱效果，水的流動又會增加水泵的消耗。此外，為了提供水流通道，有的設計方案會在電池前方增加隔板和玻璃板，這又會削弱入射光，降低發電效率。

在與建筑結合方面，光伏幕墻主要體現在獨立的光伏發電或者集熱兩方面，光電幕墻應用較為廣泛。2010年上海世博會上，法國阿爾薩斯館設計了太陽能水幕墻，引起世界廣泛關注，一方面利用了太陽能，另一方面水的流動降低了夏季屋內的溫度，使室內舒適涼爽。

公開號為1563844，其公開日為2005年1月12日的中國專利公開了一種太陽電熱聯產裝置，由設置為一體的采光發電板和產熱箱構成；采光發電板由透光板和太陽電池片構成，太陽電池片下面依次設置有吸熱層、導熱層和輸熱工質；產熱箱體內還固定有用于把進入限流閥的輸熱工質均衡的分為幾個流道的均衡導流分配器和作為通道壁的傳熱導流片；輸熱工質在產熱箱體內流動；產熱箱體的兩端設有用于控制輸熱工質流量的限流閥；吸熱層和導熱層把太陽光所轉換成的熱能迅速的收集起來并傳導給輸熱工質。輸熱工質通過限流閥進入產熱箱。經均衡導流分配器分流的輸熱工質快速均勻的從導熱層和傳熱導流片上吸收熱量。該裝置的不足之處是：其結構復雜，實現困難，另外，在傳熱方面，由于電池采用膠與吸熱層粘接，會有很大的熱阻，集熱效率降低，因此電池在適宜溫度范圍內，不能很好的調控溫度。

公開號為1988183，其公開日為2007年6月27日的中國專利公開了一種太陽電池的電熱聯用裝置，包括液體容器，所述液體容器內設置有集熱液體工質，熱管貫穿設置在所述液體容器的側壁上，所述熱管內設置有相變攜熱工質，太陽電池與所述設置在液體容器內部的熱管固定連接，所述液體容器的下端設置有進液口，所述液體容器的上端設置有出液口，所述液體容器的下端面為透光面，所述液體容器的上端面外側和側壁外側設置有保溫層。該裝置的不足之處是：太陽光與電池之間有液體，因此削弱了照射到電池上的光線，降低了光伏轉換效率；其外形是箱體形狀，不方便與建筑結合為一體，使其應用場合受到了限制。

發明內容