[發明專利]一種光伏光熱一體化組件

在審

• 申請號: 201710472248.1
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107181458A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 周繼承;葛文迪;柯皓云
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;H02S40/44;H02S40/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術和太陽能光熱利用技術，涉尤其及一種光伏光熱一體化組件。

背景技術

光伏光熱一體化組件是一個可以同時輸出電能和熱能的雙生能組件，通常是根據半導體制成的太陽能電池與太陽能吸熱板對太陽光譜波長不同的吸收范圍，利用二者相結合的方法，使得太陽光譜在整個波長范圍內可以得到最大程度的吸收，并通過能量回收裝置來有效地利用太陽能。

在傳統的光伏光熱一體化組件結構中，因為太陽能電池片中的熱能主要產生于背面，同時出于充分利用能量的目的，一般將吸熱板和換熱管都布置與太陽能電池片的背側，在正面不加布置或通過安裝雙層玻璃等手段提供一定的保溫功能。然而，這樣不但會有一部分熱能從光伏光熱一體化組件的正面逸散到空氣中，并且使太陽能電池片的溫度升高很多，致使發電效率下降超過10%，阻礙組件整體綜合利用效率的提升。

聚光型的光伏光熱一體化組件是利用聚光的方式來減小太陽能電池的工作面積，進而降低了系統的成本。但是，不論槽式聚光方式、復合拋物面聚光方式、平面鏡反射聚光方式還是菲涅爾透鏡聚光方式，結構都較為復雜，附加耗材多而價格昂貴，尤其是透鏡部分，在一定程度上限制了其應用前景。

為了解決現有光伏光熱一體化組件中正面的熱耗散和聚光組件的價格昂貴問題，有必要對現有光伏光熱一體化組件結構進行改進以提升其綜合利用效率和促進其推廣。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種光伏光熱一體化組件通過優化結構以提升組件在實際工作條件下的綜合能量利用率。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種光伏光熱一體化組件，包括：水透鏡結構、透明蓋板、太陽能電池片、密封層、基板、換熱管和保溫層；所述太陽能電池片，置于所述密封層中；所述密封層上方緊貼所述透明蓋板，所述透明蓋板上方是所述水透鏡結構；所述密封層下方緊貼所述基板，所述基板下方緊貼所述換熱管；所述保溫層包覆所述基板背面和所述換熱管。

作為本發明的優選方案，所述水透鏡結構由具有支撐保護作用的透明外殼和位于所述透明外殼內的具有聚光與吸熱作用的工質通路組成，采用具有聚光作用的形狀，聚光范圍大于所述太陽能電池片邊長且小于所述太陽能電池片邊長的2倍。

作為本發明的優選方案，所述水透鏡結構的透明外殼截面呈透鏡狀或半圓形狀。

作為本發明的優選方案，，所述水透鏡結構的透明外殼采用透光率大于0.85的材料，厚度在3mm~20mm之間。

作為本發明的優選方案，所述水透鏡結構的工質層流流動，采用透光率大于0.9的流體。

作為本發明的優選方案，所述光伏光熱一體化組件包括多片所述太陽能電池片和多個所述水透鏡結構，多片所述太陽能電池片陣列排布，每個所述水透鏡結構位于每片所述太陽能電池片上；所述水透鏡結構各行或各列通路的中軸線與下方所述太陽能電池片各行或各列的中軸線位于同一豎直面內。

作為本發明的優選方案，多片所述太陽能電池片串聯連接，且多片所述太陽能電池片電池片的列與列之間或行與行之間并聯有二極管。

作為本發明的優選方案，所述密封層由上下兩層密封膠膜組成，所述兩層密封膠膜分別緊貼所述太陽能電池片的上下兩面。

作為本發明的優選方案，所述基板包括背板和/或吸熱板。

作為本發明的優選方案，所述換熱管的排布方式為直通路或蛇形。

本發明的有益效果在于：

本發明提出的光伏光熱一體化組件在傳統平板式水冷光伏光熱一體化組件的基礎上添加水透鏡結構，一方面通過水透鏡結構的聚光作用，提升太陽能電池表面入射輻射的強度，有利于太陽能電池片光電轉換效率的提升；另一方面截面為空心半圓形的水透鏡結構中間通有層流流動的換熱工質水，將太陽能電池片上表面的部分熱量帶走，既可以在一定程度上降低太陽能電池溫度而利于提高太陽能電池片光電轉換效率和延長太陽能電池片使用壽命，又可以將一部分會逸散到環境中的熱能收集帶走，提高了組件整體的能量綜合利用率。本發明中采用的水透鏡結構與其它聚光型光伏光熱一體化組件中的附加耗材相比結構更加簡單，造價相對低廉，有利于組件的市場推廣。

附圖說明

圖1是本發明光伏光熱一體化組件結構示意簡圖。

圖2是實施例一中光伏光熱一體化組件結構的示意圖。

圖3是實施例二中光伏光熱一體化組件結構的示意圖。

具體實施方式