[發(fā)明專利]一種風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710410521.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN107171637A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)輝;龐瑋;張永哲;于洪文;劉禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02S40/44
• 分類號(hào): H02S40/44
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及到一種風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件。該構(gòu)件可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑供電和建筑采暖，減少建筑能耗，安全綠色環(huán)保。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源的需求也日益增加，但是傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量有限且不可再生，故而尋找新能源和可再生能源成為世界各國解決能源危機(jī)的重要途徑。太陽能作為新能源和可再生能源的重要組成之一，儲(chǔ)量十分豐富，全球每年獲得的太陽能相當(dāng)于68萬億噸石油，故而其開發(fā)利用有著很大的潛力。同時(shí)，太陽能還是一種高效、無污染的可再生能源，因此，太陽能的開發(fā)利用日益為世界各國所重視。

現(xiàn)行市售太陽能產(chǎn)品中，利用太陽能的方式主要有光電利用和光熱利用兩種。但是光電利用—太陽能電池，由于本身制作材料的溫度效應(yīng)導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換效率隨溫度升高逐漸減少，造成了部分能量損失；而光熱利用—太陽能熱水器，由于其功能比較單一，而且使用效果不夠理想，結(jié)霜和結(jié)垢等問題不易解決。故而，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)光電光熱兩種方式的光伏光熱一體化產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

此外，在社會(huì)總能耗中，建筑耗能占30％以上，其中包括空調(diào)、供暖與家庭熱水所需能耗占家庭全部能耗的約30％。而本發(fā)明所涉及的一種風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，既可以利用循環(huán)空氣對(duì)光伏電池高效散熱為建筑提供電能，又可以利用光伏電池的廢熱再利用為建筑供暖，為家庭節(jié)約諸多能耗，而且清潔環(huán)保，安全可持續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能利用空氣能集熱器與光伏電池相結(jié)合的風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)空氣冷卻光伏電池增加電能輸出的同時(shí)也可以為建筑室內(nèi)提供采暖，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，節(jié)約建筑能耗。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，包括透明覆蓋層、光伏電池層、緩沖層和基底層；所述透明覆蓋層處于最上方；所述緩沖層位于透明覆蓋層和基底層之間，并且緩沖層包含兩層，上層與透明覆蓋層相貼合，下層與基底層相貼合；所述光伏電池層處于兩層緩沖層之間且被上下兩層包覆；所述基底層為金屬板層，內(nèi)設(shè)空腔作為流道，內(nèi)有流體介質(zhì)(如空氣)流動(dòng)疏散熱量并使熱量可循環(huán)再利用。

本發(fā)明所述透明覆蓋層可為鋼化玻璃或者透明樹脂，透明覆蓋層為透過率>90％，厚度為3.2-5mm，優(yōu)選為鋼化玻璃。

本發(fā)明所述緩沖層為熱熔型透明膠體材料，優(yōu)選為EVA(乙烯－乙酸乙烯酯共聚物)膠，且上膠溫度在130℃-150℃范圍內(nèi)。

本發(fā)明所述的基底層采用鋁合金箱體或者中空鋁型材，厚度為5-50mm，優(yōu)選為中空鋁型，厚度為10mm；該結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)散熱空腔，內(nèi)有流體介質(zhì)通過，空腔深度與間距(空腔壁厚度)比為1:1，用于氣體流通對(duì)光伏電池進(jìn)行散熱，降低光伏電池的工作溫度，增加光電輸出；所述中空鋁型材基底可以降低整個(gè)構(gòu)件的制作成本，還可以增強(qiáng)構(gòu)件的抗沖擊強(qiáng)度(與傳統(tǒng)光伏組件相比)。本發(fā)明所述的流道垂直流體流動(dòng)方向的剖面形狀為矩形或者三角形或者六邊形，優(yōu)選為矩形。

本發(fā)明所述散熱流道結(jié)構(gòu)與通風(fēng)管道相連接，通過溫度差實(shí)現(xiàn)氣體在流道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，帶走光伏電池產(chǎn)生的熱量。

本發(fā)明所述的流體介質(zhì)優(yōu)選氣體介質(zhì)，可為空氣或者常溫下為氣態(tài)的制冷劑，優(yōu)選為空氣。

本發(fā)明所述的光伏電池層的光伏電池為單晶硅片、多晶硅片、非晶硅片、銅銦鎵硒片、砷化鎵片、碲化鎘片、有機(jī)光伏片等太陽能光伏領(lǐng)域市售產(chǎn)品中的一種均可，優(yōu)選多片串聯(lián)而成。

本發(fā)明所述風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件封裝時(shí)，按照從下至上順序封裝：依次為基底層(中空鋁型材)、緩沖層(EVA膠)、光伏電池層、緩沖層(EVA膠)和透明覆蓋層(鋼化玻璃)，且各層間粘接貼合牢固，如附圖1所示。

本發(fā)明所述風(fēng)冷型光伏光熱一體化構(gòu)件可用于制作商用光伏光熱一體化產(chǎn)品，其產(chǎn)品效果圖可為圖2或者圖3所示。

所述光伏光熱一體化構(gòu)件的結(jié)構(gòu)利用現(xiàn)有市售空氣能集熱器的流道設(shè)計(jì)，結(jié)合光伏發(fā)電部件，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電能和熱能的產(chǎn)生，既有利于光伏光熱一體化構(gòu)件的熱量散失，又可以與建筑相結(jié)合，通過空氣的流速和流向調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)溫度的智能調(diào)節(jié)，滿足人體舒適度要求，還可以通過中空薄翅片狀結(jié)構(gòu)減輕光伏光熱一體化構(gòu)件自身重量，安裝方便，節(jié)約成本。