[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型相變型高效光伏系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710009165.9
• 申請(qǐng)日: 2017-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106788237B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張潤(rùn)潔;白建波;劉哲;賓雪兒;張超;古迷;李華鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類(lèi)號(hào): H02S40/44
• 分類(lèi)號(hào): H02S40/44;H02S40/42;F28D20/02
• 代理公司: 常州市科誼專(zhuān)利代理事務(wù)所32225
• 代理人: 孫彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型相變型高效光伏系統(tǒng)，光伏技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全球太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，太陽(yáng)能將成為重要的可再生能源之一。太陽(yáng)能電池，是一種將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器材。在當(dāng)今能源短缺的情形下，太陽(yáng)能電池是一種有廣闊發(fā)展前景的新型能源。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，光伏板僅有不足15-20%光能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化效率較低，其余能量除了散失都轉(zhuǎn)化為了熱能，這些熱能大部分被光伏組件自身吸收，使光伏板的工作溫度升高，甚至高達(dá)80℃。研究表明，晶體硅太陽(yáng)能電池板溫度每升高一度效率將下降0.4-0.65%。過(guò)高的溫度不僅會(huì)降低太陽(yáng)能電池板的工作效率，同時(shí)，也會(huì)降低太陽(yáng)能電池板的使用壽命。

常規(guī)的光伏組件的結(jié)構(gòu)，從上至下依次為：玻璃板、上層封裝材料、太陽(yáng)能電池片、下層封裝材料及背板。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是無(wú)法解決散熱問(wèn)題，導(dǎo)致光伏板壽命不高，效率下降。

相變材料在狀態(tài)改變時(shí)需要大量的熱交換，可作為能量存儲(chǔ)器。這種特性在節(jié)能，溫度控制等領(lǐng)域有著極大的意義。相變材料減少了儲(chǔ)熱設(shè)備體積，彌補(bǔ)太陽(yáng)能受地理和氣候影響的缺陷。利用相變材料的這種性質(zhì)，可以進(jìn)行熱能的儲(chǔ)存和交換。

發(fā)明內(nèi)容

目的：為了克服以上不足，考慮現(xiàn)實(shí)情況的需求，本發(fā)明提供了一種新型相變型高效光伏系統(tǒng)，利用相變微膠囊強(qiáng)化熱傳遞，通過(guò)水循環(huán)持續(xù)吸收光伏板持續(xù)散發(fā)出來(lái)的熱量，并實(shí)現(xiàn)余熱利用，同時(shí)采用監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，即時(shí)冷卻光伏板，使光伏板效率最大化。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種新型相變型高效光伏系統(tǒng)，包括PV/T裝置、外管道、循環(huán)泵、水箱，所述PV/T裝置、水箱和循環(huán)泵通過(guò)外管道按順序連接形成循環(huán)，所述水箱與用水端連接；

其中，所述PV/T裝置包括前置玻璃板、光伏電池板、導(dǎo)熱粘結(jié)層、定型相變材料層、扁形流體通道、上集熱管、下集熱管、隔熱層和外殼，所述前置玻璃板和外殼將其他部件封裝在內(nèi)部，所述光伏電池板設(shè)置在前置玻璃板下方，所述導(dǎo)熱粘結(jié)層涂覆在光伏電池板背面，所述導(dǎo)熱粘結(jié)層下方設(shè)有定型相變材料層，所述扁形流體通道位于定型相變材料層下方，所述扁形流體通道與外殼之間設(shè)有隔熱層，所述上集熱管和下集熱管分別設(shè)置在扁形流體通道的兩端，且與扁形流體通道連通，所述上集熱管通過(guò)外管道與水箱的流體入口連接，所述下集熱管通過(guò)外管道與循環(huán)泵連接，所述光伏電池板與電網(wǎng)連接，將轉(zhuǎn)化后的電能傳輸至電網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述定型相變材料層包括泡沫銅和相變微膠囊，所述相變微膠囊將泡沫銅緊密包覆，且相變微膠囊深入泡沫銅空隙。

優(yōu)選地，所述相變微膠囊包括內(nèi)部囊心和外部壁材，所述外部壁材將內(nèi)部囊心完全包覆在內(nèi)部，且相變微膠囊粒徑在2-1000微米之間。

優(yōu)選地，所述內(nèi)部囊心的相變材料為結(jié)晶水合鹽、石蠟類(lèi)、脂肪酸類(lèi)或聚乙二醇中的任意一種或幾種，所述外部壁材的材料為高密度聚乙烯、石墨、聚丙烯或橡膠中的任意一種或幾種。

優(yōu)選地，所述扁形流體通道包括上層吸熱板、下層板和焊接線，所述上層吸熱板設(shè)置在定型相變材料層下方，所述下層板鋪設(shè)在隔熱層上方，所述焊接線設(shè)置在上層吸熱板和下層板之間，將上層吸熱板和下層板分隔出若干個(gè)通道，形成扁形流體通道。

優(yōu)選地，所述上層吸熱板和下層板由鋁合金制成，所述導(dǎo)熱粘結(jié)層采用的導(dǎo)熱材料為含銀硅脂，所述外管道為鋁塑材質(zhì)，并在外部包有泡沫塑料或石棉。

優(yōu)選地，所述水箱包括箱體、流體入口、流體出口、冷水入口、熱水出口、盤(pán)管和保溫層，所述保溫層鋪設(shè)在箱體內(nèi)壁四周，所述盤(pán)管設(shè)置在箱體內(nèi)，且盤(pán)管兩端分別設(shè)有流體入口和流體出口，所述流體入口通過(guò)外管道與上集熱管連接，所述流體出口與循環(huán)泵連接，冷水入口和熱水出口設(shè)置在水箱兩端，且水流方向與盤(pán)管內(nèi)流體流向相反。

優(yōu)選地，所述盤(pán)管呈蛇形盤(pán)曲在水箱內(nèi)。

優(yōu)選地，所述保溫層由內(nèi)至外依次為不銹鋼、保溫板和防護(hù)層，且所述不銹鋼內(nèi)層涂抹保溫涂料，所述保溫板由聚苯乙烯泡沫塑料、石棉或聚氨酯材料制成。

優(yōu)選地，所述PV/T裝置和循環(huán)泵之間設(shè)有監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，包括熱電偶探頭、數(shù)據(jù)采集器和單片機(jī)控制系統(tǒng)，所述熱電偶探頭設(shè)置在光伏電池板與導(dǎo)熱粘結(jié)層之間，且熱電偶探頭的線頭從泡沫銅和導(dǎo)熱粘結(jié)層之間伸出，與數(shù)據(jù)采集器連接，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)采集器和循環(huán)泵連接，由單片機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集器采集溫度信息對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行控制。