[發明專利]一種基于納米流體的太陽能電熱聯用裝置

在審

• 申請號: 201710009158.9
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106656027A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 李華鋒;張超;王喜煒;王光清;陳建豪;黃子強;彭俊;羅朋;白建波
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H02S40/42
• 分類號: H02S40/42;H02S40/44
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種基于納米流體的太陽能電熱聯用裝置，屬于光伏技術領域。

背景技術

太陽能電池是通過太陽光激勵半導體中的電子產生移動而產生電能的，其中光線進入電池后，能量大于“禁帶”寬度的光子（波長小于截止波長的光子）被太陽能電池吸收產生電子-空穴對，但還有一部分光線在短時間內以熱的形式傳給了半導體晶格；能量小于“禁帶”寬度的光子不能產生空穴對，而在太陽能電池中以熱量的形式損失掉。對于硅太陽能電池，該損失占入射太陽光總能量的53%.一般的硅電池在波長為700-1100nm的光照條件下光電轉化效率可以達到50%以上，而在這個波段區間之外電池的光電轉換效率則較低。其中波長在700-1100nm之外的光線大部分轉化為熱能，這部分能量是造成太陽能電池板溫度升高的主要原因，而溫度升高對太陽能電池板的光電轉換效率有很大的影響。如何解決太陽電池板溫升導致光電轉換效率降低的問題是提高太陽能電池效率的關鍵。

發明內容

目的：為了解決上述問題，本發明提供了一種基于納米流體的太陽能電熱聯用裝置，采用分離式納米流道，采用不同的納米流體對太陽能電熱聯用裝置產生的熱量進行分層次吸收，對比傳統PV/T裝置有著更加高效的散熱作用，并能夠大幅度提高系統光伏熱綜合利用效率。

本發明的技術方案如下：

一種基于納米流體的太陽能電熱聯用裝置，包括PV/T集熱板、換熱水箱、第一納米流體箱、第二納米流體箱、第一蠕動泵、第二蠕動泵、第一流量計、第二流量計、第一熱電偶、第二熱電偶、第一管道、第二管道、冷水箱、冷水管道、第三蠕動泵、第四蠕動泵、 熱水管道；其中，所述PV/T集熱板、換熱水箱、第一納米流體箱、第一蠕動泵、第一流量計和第一熱電偶通過第一管道按順序連接形成循環，所述PV/T集熱板、換熱水箱、第二納米流體箱、第二蠕動泵、第二熱電偶和第二流量計通過第二管道按順序連接形成循環，所述冷水箱通過第三蠕動泵由冷水管道連通換熱水箱，所述換熱水箱通過第四蠕動泵由熱水管道與生活熱水端連通，所述換熱水箱下端通過水閥連通出水口，所述第一流量計和第一蠕動泵之間以及第二蠕動泵和第二熱電偶之間均設有一水閥。

優選地，所述PV/T集熱板包括PV板、濾光流道、背板散熱流道、空氣夾層和保溫層，所述濾光流道由上、下兩塊高透光石英玻璃板作為流道壁面，所述PV板設置在濾光流道下方，且濾光流道與PV板之間設有空氣夾層，所述PV板下方設有背板散熱流道，所述背板散熱流道的下方設有保溫層，所述濾光流道的兩端通過第一管道分別連接第一熱電偶和換熱水箱，所述背板散熱流道的兩端通過第二管道分別與第二流量計和換熱水箱連接，所述PV板與光電單元連接，用于對PV板所產電能進行儲存與利用。

優選地，所述第一納米流體箱和第二納米流體箱上均設有納米流體添加口。

優選地，所述第一納米流體箱中的第一納米流體為平均粒徑為15nm的二氧化硅納米顆粒配制的穩定懸浮液。

優選地，所述第二納米流體箱中的第二納米流體為平均粒徑為20nm的銅納米顆粒配制成的穩定懸浮液。

有益效果：本發明提供一種基于納米流體的太陽能電熱聯用裝置，將太陽能光電利用和光熱利用有機地結合起來，不僅解決了太陽能電池板的溫升問題，還能將太陽輻射產生的余熱利用起來，從而提高對太陽能的綜合利用效率,此外由于納米流體對太陽輻射有著選擇性吸收特性，其可將近紅外以及紅外輻射幾乎完全吸收，進一步提高了太陽能電池光電轉換效率。

附圖說明

圖1是本發明分離流道式PV/T系統原理圖。

圖2是PV/T集熱板簡圖。

圖中：PV/T集熱板1、PV板1-1、濾光流道1-2、背板散熱流道1-3、空氣夾層1-4、保溫層1-5、玻璃板1-6、納米流體進口1-7、納米流體出口1-8、換熱水箱2、第一納米流體箱3、第二納米流體箱4、第一蠕動泵5、第二蠕動泵6、第一流量計7、第二流量計8、第一熱電偶9、第二熱電偶10、第一管道11、第二管道12、冷水箱13、冷水管道14、第三蠕動泵15、第四蠕動泵16、 熱水管道17、水閥18、納米流體添加口19。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。