[發(fā)明專利]帶有高溫自我保護機制的光伏光熱一體化光電熱發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056363.6
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105553420B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂鐵彪;杜忠略;崔亞軍;吳德福
• 申請（專利權(quán)）人: 長春風光新能源科技有限公司
• 主分類號: H02S40/44
• 分類號: H02S40/44;H02S40/42;H01L31/0216
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 白冬冬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的光伏光熱一體化模塊一般采用光伏電池加銅管式冷卻流道組合而成，表面一般有一層或者兩層蒙版玻璃，且未形成中空結(jié)構(gòu)。依靠這種技術(shù)制成的光伏光熱一體化模塊由于沒有形成熱島效應(yīng)，因此其熱效率不高。而背面用銅管式或流道式換熱器，又面臨著貼合度不高、換熱面積不夠而導(dǎo)致PV組件與換熱器中工質(zhì)溫差過大，不能形成有效降溫的問題。 同時，在國內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域研究仍停留在實驗室階段，雖然有個別模塊具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率及光熱轉(zhuǎn)換效率。但模塊運行過度依賴于系統(tǒng)循環(huán)的冷卻降溫。模塊一旦安裝之后系統(tǒng)就不能停止，否則會因為無冷卻降溫而導(dǎo)致PV組件溫度過高，從而引發(fā)效率衰減、模塊老化嚴重甚至隱裂等問題。甚至在安裝過程中也需要對模塊表面進行遮光保護，這無疑增加了系統(tǒng)安裝的成本。因此若光伏光熱一體化模塊及其系統(tǒng)想要真正實現(xiàn)科技轉(zhuǎn)化，商用化，急需一種帶有高溫自我保護機制的，可降低安裝、維護成本的，更容易耦合光伏光熱一體化系統(tǒng)的模塊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計一種集光伏、光熱于一體，并可以進行自我保護的帶有高溫自我保護機制的光伏光熱一體化光電熱發(fā)生器。

本發(fā)明在背板兩端安裝有鋁合金邊框，背板上面焊有聚氨酯硬質(zhì)保溫材料，在聚氨酯硬質(zhì)保溫材料上是氧化鋯氈軟質(zhì)保溫材料，氧化鋯氈軟質(zhì)保溫材料兩端通過壓線擠壓，壓線卡在鋁合金邊框上，壓線上端通過異形膠條安裝有太陽能電池壓件，在氧化鋯氈軟質(zhì)保溫材料與太陽能電池壓件之間放有平板換熱器；在太陽能電池壓件與平板換熱器的接觸面上的太陽能電池壓件上有鋁氮鋁光熱吸收薄膜，平板換熱器上有導(dǎo)熱硅脂；太陽能電池壓件上面通過厚鋁隔條安裝有下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃，下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃通過厚鋁隔條安裝有上層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃，在厚鋁隔條與上層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃、下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃和太陽能電池壓件的接觸處涂有丁基膠，厚鋁隔條外填充有雙組份硅酮膠，上層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃與下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃之間的空腔為真空氬氣腔，下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃和太陽能電池壓件之間的空腔為真空氪氣腔，下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃的下表面有氧化釩溫致變色薄膜；鋁合金邊框的上沿壓在上層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃邊上，在上沿與上層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃接觸部位有鋸齒狀條紋，并填充密封膠；

其中壓線上端有壓線卡條和壓線托，壓線中部向前延伸有壓線鉤簧，壓線下端向前延伸是壓線卡；異形膠條上端有齒形軟支架，下端有卡槽，壓線卡條插在卡槽內(nèi)，異形膠條的下表面與壓線托接觸；鋁合金邊框中部對應(yīng)壓線部位有長卡槽，長卡槽上面有向下勾形卡，壓線鉤簧彈性卡在向下勾形卡內(nèi)，長卡槽下面為向上勾形卡，壓線卡壓卡在向上勾形卡上；在光電熱發(fā)生器與鋁合金邊框之間的空隙內(nèi)填充有發(fā)泡膠；鋁合金邊框靠鋁合金角碼連接安裝。

本發(fā)明的自我保護機制原理：光伏光熱模塊正常工作時，冷卻工質(zhì)流過平板換熱器將太陽能電池壓件的熱能帶走，使其始終處于低溫工況下運行，此時鍍在下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃背面的氧化釩溫致變色薄膜不發(fā)生相變反應(yīng)，透過率高達84%以上，若冷卻工質(zhì)所在的系統(tǒng)運行停止或平板換熱器堵塞時，由于熱量不能被及時帶走，太陽能電池壓件會不斷升溫，到升溫至50℃時，下層超透鍍膜低鐵鋼化玻璃上的氧化釩溫致變色薄膜發(fā)生可逆相變，其光透過率急劇下降至20%甚至更低，此時由于沒有足夠的光線攝入，光電熱發(fā)生器的太陽能電池壓件的溫度就不能持續(xù)升高，當冷卻工質(zhì)系統(tǒng)繼續(xù)運行或平板換熱器維護好之后，溫度降低，氧化釩溫致變色薄膜再次恢復(fù)到原來高透過率狀態(tài)，此時太陽能電池壓件繼續(xù)工作。

本發(fā)明所封裝的模塊其光電效率為17%，光熱轉(zhuǎn)換效率高達60%～70%。本發(fā)明的光伏光熱模塊，不僅光電光熱效率高，而且對于光伏光熱一體化的系統(tǒng)更具有適應(yīng)性。其在輸出電能、熱能的同時，不必擔心因系統(tǒng)停機所造成的光伏模塊高溫老化、效率衰減甚至隱裂等問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2是本發(fā)明的圖1A部分放大圖；

圖3是本發(fā)明的圖1B部分放大圖；

圖4是本發(fā)明三元乙丙膠條結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明鋁壓線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明鋁合金邊框結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明模塊兩種工作狀態(tài)下第一種透過率變化圖；

圖8是本發(fā)明模塊兩種工作狀態(tài)下第二種透過率變化圖；

圖9是本發(fā)明邊框與一號超透鏡膜低鐵鋼化玻璃接觸部位示意圖；

圖10是模塊空曬升溫曲線測試簡圖；

圖11是模塊空曬升溫曲線圖；