[實(shí)用新型]光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420198367.4
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN204145410U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王璋元;楊晚生;張向美;邱峰;趙旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02S40/44
• 分類號: H02S40/44;F24J2/32;F24J2/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于新能源及建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)。屬于光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

太陽能作為一種重要的可持續(xù)能源，儲量無限，清潔無污染。有效利用太陽能來實(shí)現(xiàn)建筑供電供熱，可達(dá)到節(jié)能、節(jié)材、節(jié)約資源的目的的同時(shí)，對實(shí)現(xiàn)國內(nèi)外節(jié)能減排和開發(fā)利用可持續(xù)能源的目標(biāo)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在太陽能與建筑一體化的過程中，形成的太陽能光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)，其太陽光伏電池組件不僅可以作為能源設(shè)備，還可作為屋面或墻面材料，既供電節(jié)能，又節(jié)省建材；太陽能光熱組件不僅可以起到降低光伏電池溫度、提高光電效率的作用，而且還可以產(chǎn)出熱水。因此太陽能光伏光熱技術(shù)與建筑結(jié)合方面，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。

光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)有平板型和聚光型兩種，平板型由于結(jié)構(gòu)簡單、可在普通集熱器的基礎(chǔ)上加工改造，且易于與建筑物結(jié)合，因此研究較為廣泛。光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)還可以分為有蓋板型和無蓋板型，無蓋板型具有較高的電池效率，但流體出口溫度不高；有蓋板型具有較高的熱效率和流體出口溫度，但蓋板會降低入射光的透過率，使電池效率下降。根據(jù)冷卻流體的不同，光伏光熱建筑一體化?系統(tǒng)還可分為水冷型、空氣冷卻型和熱管型，空氣冷卻型具有冬季無結(jié)冰、無腐蝕、無承壓要求、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是其傳熱效果遠(yuǎn)低于水冷型，水冷型效率高于空氣冷卻型，熱管型具有高導(dǎo)熱性及良好的等溫性，冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳熱，且溫度可控，不僅可以保證穩(wěn)定、連續(xù)、統(tǒng)一的光伏電池溫度，還可以隨時(shí)調(diào)節(jié)光伏電池的工作溫度，提高光電轉(zhuǎn)換效率。

然而，熱管型系統(tǒng)存在啟動特性(尤其是在冷環(huán)境低溫條件下的啟動)及成本等問題，在一定程度上影響了其在太陽能利用領(lǐng)域的發(fā)展和推廣。為克服熱管型系統(tǒng)存在的問題，業(yè)內(nèi)人士引入具有良好蓄熱能力的相變材料。相變材料具有貯熱密度大、貯熱容器體積小、熱效率高、吸放熱溫度恒定等優(yōu)點(diǎn)，但也存在導(dǎo)熱系數(shù)低的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大大提高導(dǎo)熱系數(shù)，具有更好的傳熱效果，降低系統(tǒng)成本，提高傳熱效率的光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：本實(shí)用新型的光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)，包括有光伏光熱模塊、熱水管道、冷水管道、平板式熱交換器、水箱、直流循環(huán)水泵、蓄電池、逆變控制器及輔助加熱設(shè)備，其中平板式熱交換器通過熱水管道及冷水管道與光伏光熱模塊連接，水箱與平板式熱交換器連接及水箱通過直流循環(huán)水泵與平板式熱交換器連接，光伏光熱模塊通過蓄電池及逆變控制器與直流循環(huán)水泵連接；上述光伏光熱模塊包括有玻璃蓋板、光伏電池、U型肋片、多孔復(fù)合材料、傳熱裝置及保溫材料，其中多孔復(fù)合材料置于保溫材料中，U型肋片裝設(shè)在多孔復(fù)合材料中，傳熱裝置裝設(shè)在U型肋片中，儲存有?工質(zhì)的毛細(xì)芯裝設(shè)在傳熱裝置中，光伏電池裝設(shè)在傳熱裝置的外側(cè)，玻璃蓋板裝設(shè)在光伏電池的外側(cè)。

本實(shí)用新型的光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)采用具有導(dǎo)蓄熱功能的光伏光熱模塊，且在相變材料中加入高熱傳導(dǎo)的金屬屑制成多孔復(fù)合材料，不僅可以改善相變材料導(dǎo)熱性能，大大提高其導(dǎo)熱系數(shù)，在儲能過程中具有更好的傳熱效果，還可以減少傳熱裝置數(shù)量，降低系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)廢物再利用，同時(shí)使傳熱裝置在低溫下高效運(yùn)行，提高傳熱效率。與現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)可以鋪設(shè)到普通建筑墻體(或陽臺)外表面或取代普通建筑外墻(或陽臺)，本實(shí)用新型應(yīng)用由相變材料和金屬屑組成的多孔復(fù)合材料及應(yīng)用具有導(dǎo)蓄熱功能的光伏光熱模塊，該系統(tǒng)不僅具有低成本、廢物再利用、安裝簡便等特性，而且具有有效利用建筑外表面，無需額外用地或加建其他設(shè)施；節(jié)約外飾材料，外型更美觀；緩解電力需求；降低夏季空調(diào)負(fù)荷，改善室風(fēng)熱環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；更具有傳熱強(qiáng)、熱阻低、效率高、能耗小、傳輸距離長、結(jié)構(gòu)靈活、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)。

(2)本實(shí)用新型多孔復(fù)合材料可獲得改善的導(dǎo)蓄熱能力、減小的熱交換阻力系數(shù)、提高的導(dǎo)熱系數(shù)以及增加的儲熱量。這樣可有效地提高光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)效率，大大降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物再利用。

(3)本實(shí)用新型將光伏光熱模塊采用預(yù)制方式制作安裝，可縮短建筑時(shí)間，簡便安裝步驟。

本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)的原理圖；