[實用新型]家用太陽能熱電聯產機組

有效

• 申請號: 201520124226.2
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN204787333U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 張吉禮;周超;梁若冰;馬志先
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/00;F24J2/46;H01L31/0525
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種帶PVT光電熱太陽能板的利用太陽能光伏發電技術和光熱技術實現太陽能熱電聯產的家用太陽能熱電聯產機組。

背景技術

太陽能集熱器目前已經在能源動力、制冷空調、社會生活、航天科技等領域中有著十分廣泛的應用，但是對太陽能能源的利用也存在諸多問題，太陽能利用率較低是目前太陽能能源利用的瓶頸，其原因不僅與當前的發展技術有關，而且還與其對太陽能使用的單一性有關。太陽能熱電聯產同時利用了太陽能光熱技術和光伏發電技術，實現了一機多用，能夠在最大程度上提高對太陽能能量的利用效率。因此，發明一種結構簡單、能量利用率高的可以實現太陽能熱電聯產的家用機組具有較大的實用價值。

發明內容

本發明提供了一種同時利用了太陽能光熱技術和光伏發電技術、能量利用效率更高的、實現了太陽能熱電聯產的家用太陽能熱電聯產機組，可以將太陽能同時轉化為熱能和電能輸出利用，實現了熱電聯產的效果，能夠滿足家庭的部分用熱和用電需求，可以極大提高太陽能的利用效率，解決了太陽能利用形式單一的問題。

上述目的通過以下技術方案實現：

家用太陽能熱電聯產機組主要利用的是太陽能光熱技術和光伏發電技術，包括下聯箱、殼體、冷凝管和PVT光電熱太陽能板，主要組成部件為PVT光電熱太陽能板；PVT光電熱太陽能板是由玻璃蓋板層、太陽能集熱管(工質管)、空氣絕緣層、電池片、金屬板和保溫層等結構部分組成，自上而下分別為：玻璃蓋板層+EVA膠膜；空氣絕緣層；光伏電池片；絕緣膜+EVA膠膜；金屬板內通太陽能集熱管；保溫層。太陽能集熱管(工質管)根據內部工質的流動方向分為工質上升管、工質下降管，工質上升管和工質下降管聯箱構成循環。位于金屬板中間的工質上升管，其內部熱水向上流動，稱為工質上升管；位于金屬板兩側的工質管其內部熱水向下流動，稱工質下降管

EVA膠膜是一種熱固性有粘性的膠膜，用于放在夾膠玻璃中間。由于EVA膠膜在粘著力、耐久性、光學特性等方面具有的優越性，在組件中對電池片，玻璃和背板起粘附和保護作用，而且具有較高的透光性，穩定性和絕緣性。

太陽光照射到PVT光電熱太陽能板上，在最外層的電池片利用光生伏特效應將太陽能轉化為電能，輸出到蓄電池內，作為一個小型“電廠”向外部供電，電池片上下層的空氣層和膜片層起到絕緣效果。

金屬板內縱貫有工質管，內部流通循環工質，熱能的來源一部分是工質管作為太陽能集熱管收集太陽光的能量，另一部分來自于電池片在發電過程中發出的熱量，將這兩部分熱量轉化為工質的熱能，通過不斷的循環將熱能輸出，作為一個小型供熱“鍋爐”提供熱源。

家用太陽能熱電聯產機組在工作時，太陽光照射到PVT光電熱太陽能板上，在最外層的電池片利用光伏發電原理產生電能，輸出到蓄電池內，作為一個小型“電廠”向外部供電，電池片上下層的空氣層和膜片層起到絕緣效果。金屬板內縱貫有工質管，內部流通循環工質，工質管作為太陽能集熱管收集太陽光的能量和電池片發出的熱量并將其轉化為工質的熱能，通過不斷的循環將熱能輸出，作為一個小型供熱“鍋爐”提供熱源。

家用太陽能熱電聯產機組經過系統的模擬運行計算得出，PVT太陽能板吸收的全部太陽能轉化的能量分配約為：75％的太陽能通過內部的工質換熱管轉換為熱能輸出，15％的太陽能通過內部的電池片轉換為電能輸出，另外有10％的能量損失。

附圖說明

圖1為家用太陽能熱電聯產機組的PVT光電熱太陽能板材料結構圖。

圖2為家用太陽能熱電聯產機組側視圖。

圖3為家用太陽能熱電聯產機組平面圖。

圖4為家用太陽能熱電聯產機組工作原理圖。

圖中：1玻璃蓋板層+EVA，2空氣絕緣層，3光伏電池片，4金屬板，5工質上升管，6保溫層，7膜+EVA，8工質下降管，9下聯箱，10殼體，11冷凝管。

具體實施方式

家用太陽能熱電聯產機組的工作過程：太陽光照射到PVT光電熱太陽能板上，位于最外層的電池片利用光伏發電原理產生電能，輸出到蓄電池內，作為一個小型“電廠”向外部輸出電能。在電池板發電的同時會產生大量熱量，此時下層的金屬板內縱貫的工質管，內部流通循環工質，工質管作為太陽能集熱管一方面收集太陽光的能量，另一方面吸收電池板散發的熱量，并將這兩部分熱量轉化為工質的熱能，通過不斷的工質循環將熱能輸出到冷凝管中，在外部循環中將熱量帶走輸出，因此可以作為一個小型供熱“鍋爐”提供熱源。這樣不僅可以將熱量有效的利用，還可以給電池板起到降溫的作用。