專利名稱：采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件。
背景技術(shù)：
光伏建筑一體化(BIPV)是在建筑中減少不可再生資源消耗的重要手段，光伏構(gòu)件將光伏電池與建筑材料緊密結(jié)合，已成為BIPV的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)光伏構(gòu)件的性能要求是在滿足隔熱保溫等建筑性能的同時(shí)，還要滿足發(fā)電性能，但光伏構(gòu)件在工作過程中會(huì)導(dǎo)致光伏電池溫度升高，而光伏電池的發(fā)電效率是因溫度升高而降低的，因而光伏構(gòu)件的散熱成為亟待解決的關(guān)鍵問題。近年來，人們對(duì)光伏電池的散熱做了大量的研究。傳統(tǒng)的光伏電池散熱技術(shù)有風(fēng)冷法、水冷法等方法。風(fēng)冷法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資小，對(duì)電池有一定的冷卻效果，但是由于空氣比熱容較小，風(fēng)冷對(duì)流換熱系數(shù)較低，冷卻效果不理想，而且在強(qiáng)制對(duì)流時(shí)風(fēng)扇還需要消耗額外的電能，并受到各種安裝條件限制，在玻璃幕墻或建筑外墻上很難安裝強(qiáng)制對(duì)流裝置或預(yù)留充足的通風(fēng)空間。相對(duì)于風(fēng)冷而言，水冷散熱效率有顯著提高，但是散熱裝置比較復(fù)雜，成本也較高，一般還需要消耗泵的能量，而且存在漏水、管板破裂、散熱不均等問題，不是建材型光伏構(gòu)件散熱的理想方式。對(duì)于應(yīng)用面最為廣泛的光伏真空玻璃構(gòu)件及光伏瓦，采用常規(guī)的風(fēng)冷及水冷的方式已不能滿足使用的要求。具有內(nèi)置光伏電池片的真空玻璃光伏構(gòu)件是光伏幕墻最典型的一種結(jié)構(gòu)，由于其散熱性能差，嚴(yán)重影響了光伏電池的發(fā)電效率，使其應(yīng)用受到極大的限制，并且很難采用風(fēng)冷或水冷的方式進(jìn)行冷卻。因此，如何能夠使光伏構(gòu)件在滿足建筑隔熱保溫性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)光伏構(gòu)件高效散熱，大大降低光伏電池工作時(shí)的溫度，提高光伏電池的發(fā)電效率，并且有效利用光伏電池產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生熱水，已經(jīng)成為建材型光伏構(gòu)件廣泛應(yīng)用的一個(gè)急需解決的難題。突破這個(gè)瓶頸，對(duì)加速BIPV的發(fā)展進(jìn)程具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)傳統(tǒng)的散熱方式不能滿足建材型光伏構(gòu)件散熱要求的這一現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供一種采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，可以使光伏電池高效散熱，大大降低光伏電池工作時(shí)的溫度，提高光伏電池的發(fā)電效率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、發(fā)電量大、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，既滿足光伏構(gòu)件隔熱保溫等建筑性能要求，又滿足光伏構(gòu)件發(fā)電性能的要求，還能為建筑提供熱水，可以方便地實(shí)現(xiàn)光伏、光熱與建筑一體化，是一種實(shí)用的新型建材型光伏光熱構(gòu)件。本實(shí)用新型提供的一種采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，主要由光伏組件、熱管散熱機(jī)構(gòu)、隔熱腔、密封膠和底板組成；熱管散熱機(jī)構(gòu)由熱管和導(dǎo)熱通道連接而成；光伏組件與熱管緊密貼合，光伏組件與底板平行放置，四周用密封膠密封連接，形成隔熱腔，熱管處于隔熱腔內(nèi)的部分為蒸發(fā)端，與光伏組件的背板緊密貼合連接，熱管伸出隔熱腔以外的部分為冷凝端，與導(dǎo)熱通道連接。本實(shí)用新型所述熱管優(yōu)選微熱管，特別優(yōu)選板式微熱管，板式微熱管內(nèi)有多排平行排列的微通道，微通道內(nèi)灌有起相變傳熱的流動(dòng)工質(zhì)。所述底板為玻璃、高分子材料或金屬材料。所述光伏組件主要由玻璃、光伏電池及背板依次貼合組成，其中光伏電池為晶硅電池或非晶硅電池。所述光伏光熱構(gòu)件的外形尺寸符合建筑模數(shù)的要求。所述導(dǎo)熱通道的橫截面形狀為圓形、方形或其它任何形狀。以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步補(bǔ)充說明。所述隔熱腔由光伏組件與底板經(jīng)過四周密封組成，隔熱腔可以是以下四種情況(1)隔熱腔全部為真空；(2)隔熱腔全部為中空；(3)隔熱腔為真空和保溫材料填充相結(jié)合或中空和保溫材料填充相結(jié)合；(4)隔熱腔全部為保溫材料填充。所述熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道連接方式為以下兩種情況之一(1)熱管的冷凝端直接插入到導(dǎo)熱通道中，熱管壁與導(dǎo)熱通道內(nèi)循環(huán)液體直接接觸；(2)熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道的外壁相貼合，熱管與導(dǎo)熱通道的循環(huán)液體間接接觸。所述隔熱腔四周放置隔離塊，固定好后用密封膠將四周密封，中間抽成一定程度的真空，或在中空狀態(tài)放置干燥劑來吸收水蒸氣，保證隔熱腔干燥。這樣隔熱腔既起到隔熱保溫的作用，又能防止水霧產(chǎn)生，延長(zhǎng)了光伏電池使用壽命。所述光伏光熱構(gòu)件在有陽(yáng)光照射情況下，光伏電池在發(fā)電同時(shí)產(chǎn)生熱量，通過熱管散熱機(jī)構(gòu)中熱管的蒸發(fā)端吸收熱量，降低光伏電池的工作溫度，提高發(fā)電效率。熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道相連，熱管吸收的熱量在其冷凝端放熱，通過導(dǎo)熱通道中的循環(huán)流動(dòng)液體將熱量帶走，并加以利用，產(chǎn)生熱水。所述光伏光熱構(gòu)件的相鄰兩個(gè)構(gòu)件的導(dǎo)熱通道可以是相聯(lián)的，其中流動(dòng)液體形成一個(gè)循環(huán)。本實(shí)用新型所述的采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，優(yōu)勢(shì)在于(1)由于本實(shí)用新型的光伏光熱構(gòu)件具有熱管散熱機(jī)構(gòu)，熱管的高效導(dǎo)熱性能可以使光伏電池高效散熱，大大降低光伏電池工作時(shí)的溫度，提高光伏電池的發(fā)電效率。(2)由于本實(shí)用新型的光伏光熱構(gòu)件導(dǎo)熱通道與熱管的冷凝端相連，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量可以通過導(dǎo)熱通道中的流動(dòng)工質(zhì)吸收并加以合理利用，使得系統(tǒng)在產(chǎn)生電能的同時(shí)還能產(chǎn)生熱水。(3)由于本實(shí)用新型的光伏光熱構(gòu)件具有隔熱腔，隔熱腔起到隔熱保溫并防止水霧產(chǎn)生的作用，延長(zhǎng)了光伏電池使用壽命。并且，這種結(jié)構(gòu)使本實(shí)用新型所述光伏光熱構(gòu)件，在利用太陽(yáng)能發(fā)電的同時(shí)，還可滿足隔熱保溫等建筑性能要求，是一種實(shí)用、高效的新型建材型光伏光熱構(gòu)件。(4)本實(shí)用新型的光伏光熱構(gòu)件可與建筑融合為一體，根據(jù)需求用作為建材構(gòu)件， 用于光伏幕墻、光伏屋頂、光伏遮陽(yáng)棚等的建筑結(jié)構(gòu)中。

圖1為本實(shí)用新型光伏光熱構(gòu)件的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)中的光伏組件由晶硅電池組成，適合于作為光伏瓦等無透光要求的建材構(gòu)件。圖2為本實(shí)用新型光伏光熱構(gòu)件的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)中的光伏組件由非晶硅電池組成，適合于作成光伏真空玻璃、光伏透光板等有透光要求的建材構(gòu)件。圖3為本實(shí)用新型光伏光熱構(gòu)件的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)中的熱管冷凝端與導(dǎo)熱通道外壁直接貼合。圖4為本實(shí)用新型光伏光熱構(gòu)件的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)中熱管與導(dǎo)熱通道的外壁接觸傳熱，圓形導(dǎo)熱通道上加工有向內(nèi)的凹槽，熱管的冷凝端直接插入到凹
槽內(nèi)。[0029]在圖中[0030]1一光伏組件，2—密封膠，3—隔熱腔，[0031]4—底板，5—隔離塊，6—導(dǎo)熱通道，[0032]7—熱管，8—玻璃，9 一晶硅電池，[0033]10—非晶硅電池，11 一電池背板。
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。實(shí)施例1如圖1所示，光伏光熱構(gòu)件主要由光伏組件1、熱管散熱機(jī)構(gòu)、隔熱腔3和底板4組成；熱管散熱機(jī)構(gòu)由熱管7和導(dǎo)熱通道6連接組成，光伏組件1與底板4平行放置，四周用密封膠2密封連接，形成隔熱腔3 ；熱管7處于隔熱腔的內(nèi)端為蒸發(fā)端，與光伏組件背板貼合相連，熱管7的外端為冷凝端，與導(dǎo)熱通道6連接；光伏組件1由透光玻璃8、晶硅電池9 和電池背板11組成；底板4由金屬板制成；所述隔熱腔四周放置隔離塊5，固定好后用密封膠2將四周密封，隔熱腔為真空或中空，其中放置保溫材料，保證隔熱腔具有更好的隔熱保溫性能。實(shí)施例2如圖2所示，如圖1所示，光伏光熱構(gòu)件主要由光伏組件1、熱管散熱機(jī)構(gòu)、隔熱腔 3和底板4組成；熱管散熱機(jī)構(gòu)由熱管7和導(dǎo)熱通道6連接組成，光伏組件1與底板4平行放置，四周用密封膠2密封連接，形成隔熱腔3 ；熱管7處于隔熱腔的內(nèi)端為蒸發(fā)端，與光伏組件背板貼合相連，熱管7的外端為冷凝端，與導(dǎo)熱通道6連接；光伏組件1由透光玻璃8、 非晶硅電池10和電池背板11組成；非晶硅電池10具有一定的間隙以保證透光性；所述電池背板11及構(gòu)件底板4由玻璃組成以保證構(gòu)件的透光性；所述隔熱腔四周放置隔離塊5， 固定好后用密封膠2將四周密封，隔熱腔為真空或中空狀態(tài)，以保證隔熱保溫性能。實(shí)施例3如圖3所示，光伏光熱構(gòu)件的組成和原理與圖1及圖2相同，主要區(qū)別在于熱管7 冷凝端與導(dǎo)熱通道6的連接方式不同，該結(jié)構(gòu)中的熱管7冷凝端與導(dǎo)熱通道6外壁貼合。這樣傳熱效果比圖1及圖2所示稍差，但是導(dǎo)熱通道和熱管的連接更加可靠，可以防止導(dǎo)熱通道中的循環(huán)液體滲漏。實(shí)施例4如圖4所示，光伏光熱構(gòu)件的組成和原理與圖1及圖2相同，主要區(qū)別在于熱管7 冷凝端與導(dǎo)熱通道6的連接方式不同，該結(jié)構(gòu)中圓形導(dǎo)熱通道6上加工有向內(nèi)的凹槽，熱管 7的冷凝端直接插入到凹槽內(nèi)，并在接觸表面涂上導(dǎo)熱膠，使熱管7冷凝端與導(dǎo)熱通道6外壁直接貼合，這種連接方式在提高連接可靠性的同時(shí)，增大了冷凝段散熱的接觸面積，使散熱效果更佳。
權(quán)利要求1.一種采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，主要由光伏組件(1)、熱管散熱機(jī)構(gòu)、隔熱腔(3)和底板(4)組成；熱管散熱機(jī)構(gòu)由熱管(7)和導(dǎo)熱通道(6)連接而成；光伏組件(1)與底板(4)平行放置，四周密封，形成隔熱腔(3)；熱管(7)的蒸發(fā)端與光伏組件(1) 的背板貼合，熱管(7 )的冷凝端與導(dǎo)熱通道(6 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述熱管(7)為微熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述熱管(7)為板式微熱管，內(nèi)有多組平行排列的微通道，微通道內(nèi)灌有起相變傳熱的流動(dòng)工質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(3)為真空或中空狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述底板(4)為玻璃、高分子材料或金屬材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述光伏組件(1)主要由玻璃、光伏電池及背板依次貼合組成，其中光伏電池為晶硅電池或非晶硅電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述光伏光熱構(gòu)件的外形尺寸符合建筑模數(shù)的要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(3)四周放置隔離塊(5 )，固定好后用密封膠(2 )將四周密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，所述光伏光熱構(gòu)件的相鄰兩個(gè)構(gòu)件的導(dǎo)熱通道相聯(lián)，其中流動(dòng)液體形成一個(gè)循環(huán)，通過導(dǎo)熱通道帶走的熱量， 可加以利用，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，其特征是，熱管(7)的冷凝端與導(dǎo)熱通道(6)連接方式為以下兩種情況之一①熱管(7)的冷凝端直接插入到導(dǎo)熱通道(6 )中，熱管壁與導(dǎo)熱通道(6 )內(nèi)的循環(huán)液體直接接觸；②熱管(7)的冷凝端與導(dǎo)熱通道(6)的外壁相貼合，熱管(7)與導(dǎo)熱通道(6)的循環(huán)液體間接接觸。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種采用熱管散熱的光伏光熱構(gòu)件，主要由光伏組件、熱管散熱機(jī)構(gòu)、隔熱腔和底板組成；熱管散熱機(jī)構(gòu)由熱管和導(dǎo)熱通道連接而成；光伏組件與底板平行放置，四周密封形成隔熱腔，熱管的蒸發(fā)端與光伏組件的背板緊密貼合，熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道連接，熱量通過導(dǎo)熱通道帶走，并可加以利用，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝及發(fā)電效率高的特點(diǎn)，既滿足隔熱保溫等建筑性能要求，又滿足發(fā)電性能的要求，是一種新型的光伏建筑材料。
文檔編號(hào)E04D13/18GK202064542SQ20112010763
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者江樂新 申請(qǐng)人:江樂新