[發(fā)明專利]一種光伏光熱一體化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710497774.3
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107388602B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊柳;馬昕宇
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F24S10/70
• 分類號: F24S10/70;F24S50/00;F24S80/00;H02S40/42;H02S40/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發(fā)明公開了一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏模塊、溫控箱、預(yù)熱水儲水箱和太陽能熱水器；其中，光伏模塊包括光伏電池和水流通道，水流通道的進(jìn)水口與外界自來水管路連通，水流通道的出水口連通溫控箱，溫控箱通過虹吸管與預(yù)熱水儲水箱連通；預(yù)熱水儲水箱底部設(shè)有冷水進(jìn)口和冷水出口，預(yù)熱水儲水箱冷水出口通過出水管路與太陽能熱水器連通，預(yù)熱水儲水箱冷水入口連通外界自來水管路；太陽能熱水器底部安裝有熱水出水管道。本發(fā)明光伏光熱一體化裝置利用自來水冷卻光伏電池，一方面提高了光伏電池的發(fā)電效率，另一方面也有效回收利用了光伏電池的熱能，將升溫的冷卻水儲存，使用時(shí)通入太陽能熱水器，利用了廢熱，減少了加熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光伏光熱一體化裝置，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能利用技術(shù)一般分為兩種：太陽能集熱技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)。太陽能集熱技術(shù)可實(shí)現(xiàn)太陽輻射的高效吸收，通過流體將熱量收集起來，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供熱或做功。而太陽能發(fā)電技術(shù)則是將太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。其中，已經(jīng)成熟并正在逐步步入商業(yè)應(yīng)用的是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。

目前，太陽能光伏發(fā)電發(fā)展受限制的主要因素是太陽能電池發(fā)電效率低，太陽能發(fā)電成本高。光伏標(biāo)準(zhǔn)條件下硅電池的轉(zhuǎn)換效率約為12％～17％，而實(shí)際應(yīng)用中，太陽能電池的發(fā)電效率要低很多，僅有10％～15％。然而實(shí)驗(yàn)室中硅太陽能電池的最大效率可以高達(dá)31％左右，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是太陽能電池的發(fā)電效率與溫度有著密切的關(guān)系，溫度每上升1℃，太陽能電池的最大輸出功率降低0.3％～0.5％。

為了克服這些缺點(diǎn)，光伏光熱一體化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過這一技術(shù)，太陽能可以在同一裝置內(nèi)同時(shí)轉(zhuǎn)化為電能和熱能。太陽能電池將一部分的太陽能輻射轉(zhuǎn)化為電能，而另外未轉(zhuǎn)化的輻射使得電池內(nèi)部產(chǎn)生了大量的廢熱，將電池內(nèi)產(chǎn)生的廢熱導(dǎo)出加以利用，大大提高了太陽能電池的效率，而且有效地利用了熱能。

目前，光伏光熱一體化系統(tǒng)多采用電子控制裝置，成本較高，系統(tǒng)復(fù)雜，需要專業(yè)人員調(diào)試維護(hù)。因此一種利用純機(jī)械自動(dòng)控溫的光伏光熱一體化裝置的開發(fā)很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光伏光熱一體化裝置，該裝置在利用太陽能產(chǎn)生電能和生活熱水的同時(shí)，還有效回收利用了光伏電池產(chǎn)生的廢熱，一方面提高了能量利用效率，另一方面也使光伏電池能夠保持高的發(fā)電效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏模塊、溫控箱、預(yù)熱水儲水箱和太陽能熱水器；其中，光伏模塊縱向上依次由玻璃蓋板、光伏電池、水流通道、保溫層和鋁合金底板組成，水流通道的進(jìn)水口通過進(jìn)水管路與外界自來水管路連通，進(jìn)水管道上設(shè)有第一浮球閥，水流通道的出水口連通溫控箱，第一浮球閥的浮球位于溫控箱內(nèi)，溫控箱底部固定安裝有多個(gè)密封的膨脹氣囊，溫控箱內(nèi)還設(shè)有虹吸管，虹吸管的入口低于水流通道的出水口，虹吸管的出口從預(yù)熱水儲水箱頂部伸入預(yù)熱水儲水箱中，預(yù)熱水儲水箱與溫控箱還通過旁通管連通；預(yù)熱水儲水箱底部設(shè)有冷水進(jìn)口和冷水出口，預(yù)熱水儲水箱冷水出口通過出水管路與太陽能熱水器連通，出水管路上設(shè)有第二浮球閥，第二浮球閥的浮球位于太陽能熱水器中，預(yù)熱水儲水箱冷水入口連通外界自來水管路；太陽能熱水器底部安裝有熱水出水管道，熱水出水管道上設(shè)有熱水出水閘閥。

其中，所述光伏模塊中的玻璃蓋板與光伏電池之間留有空氣層。

其中，所述溫控箱呈凸字型。

其中，所述膨脹氣囊由支撐件內(nèi)肋片銅管和硅膠氣球組成，內(nèi)肋片銅管為兩端開口的通管結(jié)構(gòu)，內(nèi)肋片銅管底部固定在換熱箱底板上，內(nèi)肋片銅管頂端與硅膠氣球固定連接，且內(nèi)肋片銅管與硅膠氣球相互連通形成密封空間。

其中，所述膨脹氣囊內(nèi)填充有空氣或乙醇溶液。

其中，所述預(yù)熱水儲水箱外包裹有水箱保溫層。