本發(fā)明涉及一種基于納米流體的太陽能電池雙流層電熱聯(lián)用系統(tǒng)，屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

能源是人類社會發(fā)展的原動力，也是人類賴以生存的基礎(chǔ)。由于能源緊缺，開發(fā)新能源、發(fā)展新能源技術(shù)，成為了全球各國尋求可持續(xù)發(fā)展之路必須面臨的問題和挑戰(zhàn)。

太陽能作為一種可再生的清潔能源蘊藏著巨大能量，其中，太陽能利用、太陽能材料相關(guān)技術(shù)的開發(fā)在世界范圍內(nèi)引起了重視。與此同時，納米材料作為一種新型的能源材料，受到國內(nèi)外專家和學者的廣泛關(guān)注。隨著上世紀80年代研究人員對納米流體直接吸收太陽輻射技術(shù)的提出，利用納米顆粒的輻射特性，將納米流體技術(shù)應用于太陽能利用中成為了新的熱點能源技術(shù)。

現(xiàn)有電熱聯(lián)用系統(tǒng)常存在加工技術(shù)不夠成熟、光熱單元與光電單元無法有效分離，有時光熱單元的熱量比較依賴于光電單元，光熱單元溫度受到光電單元工作溫度的限制等諸多問題。這些問題嚴重限制了電熱聯(lián)用系統(tǒng)的發(fā)展和普及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目的：為了克服以上不足，考慮現(xiàn)實情況的需求，本發(fā)明提供了一種基于納米流體的太陽能電池雙流層電熱聯(lián)用系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中產(chǎn)熱部分利用納米流體帶走的光伏組件散熱量通過換熱器進行能量轉(zhuǎn)換, 產(chǎn)電部分利用納米流體僅主要接收太陽輻射可見光波段能量完成光電轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)中產(chǎn)熱部分與產(chǎn)電部分相分離, 產(chǎn)熱部分的熱量不再依賴于產(chǎn)電部分, 產(chǎn)熱部分溫度不再受到產(chǎn)電部分的光伏組件工作溫度的限制。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于納米流體的太陽能電池雙流層電熱聯(lián)用系統(tǒng)，包括雙流層分光降溫裝置、進口水泵、出口水泵、換熱器和水箱，所述水箱、進口水泵、雙流層分光降溫裝置、出口水泵和換熱器按順序通過管道連接，形成循環(huán)，水塔中的水經(jīng)管道流經(jīng)換熱器通向熱水利用裝置。

優(yōu)選地，所述雙流層分光降溫裝置包括上聯(lián)箱、若干安裝有納米流體層的光伏組件和下聯(lián)箱，所述上聯(lián)箱和下聯(lián)箱分別設(shè)置在安裝有納米流體層的光伏組件中納米流體層的進口側(cè)和出口側(cè)，且所述上聯(lián)箱通過管道與進口水泵連接，所述下聯(lián)箱通過管道與出口水泵連接。

優(yōu)選地，所述安裝有納米流體層的光伏組件的納米流體層共有兩層，包括第一納米流體層和第二納米流體層，所述第一納米流體層設(shè)置于光伏組件的上表面上，所述第二納米流體層設(shè)置于光伏組件的下表面上，兩層納米流體層與光伏組件之間通過密封橡膠連接。

優(yōu)選地，第一納米流體層表面覆有一層光學玻璃，所述第二納米層表面覆有一層普通玻璃。

優(yōu)選地，兩個納米流體層前后側(cè)均設(shè)有對稱布置的兩組入口接口和兩組出口接口。

優(yōu)選地，所述安裝有納米流體層的光伏組件有六個，每兩個串聯(lián)連接為一組，分為三組并聯(lián)連接在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間。

優(yōu)選地，所述納米流體層中的納米流體為二氧化硅-水納米流體。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種基于納米流體的太陽能電池雙流層電熱聯(lián)用系統(tǒng)，不僅能夠產(chǎn)熱部分的熱量不再依賴于產(chǎn)電部分，也能夠使產(chǎn)熱部分溫度不再受到產(chǎn)電部分的光伏組件工作溫度的限制，還能夠在提高發(fā)電效率的同時產(chǎn)生高溫熱能，與此同時裝置造價合適，有利于推動電熱聯(lián)用系統(tǒng)以及納米技術(shù)的發(fā)展和普及。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為安裝有納米流體層的光伏組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為安裝有納米流體層的光伏組件結(jié)構(gòu)圖的A-A剖面圖；

圖4為安裝有納米流體層的光伏組件結(jié)構(gòu)圖的B方向的視圖；

圖中：雙流層分光降溫裝置1、上聯(lián)箱1-1、安裝有納米流體層的光伏組件1-2、下聯(lián)箱1-3、進口水泵2、出口水泵3、換熱器4、水箱5、熱水利用裝置6、第一納米流體層7、第二納米流體層8、密封橡膠9、光學玻璃10、普通玻璃11、入口接口12、光伏組件13。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

如圖1-4所示，一種基于納米流體的太陽能電池雙流層電熱聯(lián)用系統(tǒng)，包括雙流層分光降溫裝置1、用于提供動力的進口水泵2、用于補充動力的出口水泵3、換熱器4和水箱5，所述水箱5、進口水泵2、雙流層分光降溫裝置1、出口水泵3和換熱器4按順序通過管道連接，形成循環(huán)，水塔中的水經(jīng)管道流經(jīng)換熱器通向熱水利用裝置6。

優(yōu)選地，所述雙流層分光降溫裝置1包括上聯(lián)箱1-1、若干安裝有納米流體層的光伏組件1-2和下聯(lián)箱1-3，所述上聯(lián)箱1-1和下聯(lián)箱1-3分別設(shè)置在安裝有納米流體層的光伏組件1-2中納米流體層的進口側(cè)和出口側(cè)，所述上聯(lián)箱1-1通過管道與進口水泵2連接，所述下聯(lián)箱1-3通過管道與出口水泵3連接。

優(yōu)選地，所述安裝有納米流體層的光伏組件1-2的納米流體層共有兩層，包括第一納米流體層7和第二納米流體層8，所述第一納米流體層7設(shè)置于光伏組件13的上表面上，所述第二納米流體層8設(shè)置于光伏組件13的下表面上，兩層納米流體層與光伏組件13之間通過密封橡膠9連接。

優(yōu)選地，第一納米流體層7表面覆有一層光學玻璃10，所述第二納米層8表面覆有一層普通玻璃11。

優(yōu)選地，兩個納米流體層7、8前后側(cè)均設(shè)有對稱布置的兩組入口接口12和兩組出口接口。

優(yōu)選地，所述安裝有納米流體層的光伏組件1-2有六個，每兩個串聯(lián)連接為一組，分為三組并聯(lián)連接在上聯(lián)箱和下聯(lián)箱之間。本發(fā)明中，安裝有納米流體層水霧光伏組件1-2的個數(shù)可根據(jù)需要設(shè)定。

優(yōu)選地，所述納米流體層7、8中的納米流體為二氧化硅-水納米流體，即為二氧化硅顆粒和水組成的溶液，二氧化硅顆粒與水的配比根據(jù)實際需求進行配比，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的常規(guī)技術(shù)手段，故而未加詳述。

本發(fā)明中，所述進口水泵2安裝于上聯(lián)箱1-1和水箱5之間，用于提高納米流體動力；所述出口水泵3安裝于下聯(lián)箱1-3和換熱器4之間，用于補充納米流體的能量損失；所述納米流體層具有對太陽能輻射分光分波段利用的能力，具有較高的導熱系數(shù)和較低的黏度。

本發(fā)明的工作原理如下：

水箱中的納米流體通過進口水泵2增加動力后進入雙流層分光降溫裝置1，其中，由上聯(lián)箱1-1進行流量分配至各處的安裝有納米流體層的光伏組件1-2。第一納米流體層7中，納米流體對太陽能輻射分光分波段利用能力使得納米流體較多地吸收光伏組件可以利用的波長段的光，較少地吸收不可用于發(fā)電反而會導致光伏組件溫度上升的波段的光，從而起到分光的目的，初步提高了組件的發(fā)電效率；第二納米流體層8中，納米流體較高的導熱系數(shù)和較低的粘度使得納米流體可以很大程度上帶走光伏組件的發(fā)熱量。經(jīng)過安裝有納米流體層的光伏組件1-2后的高溫納米流體由下聯(lián)箱1-3進行混合，再經(jīng)過出口水泵3補充能量損失后流入換熱器4；在換熱器4中高溫的納米流體和低溫的水塔中的水進行熱量交換，進而完成熱量的有效傳遞，溫度下降后的納米流體經(jīng)由連接管道返回水箱5，完成一次循環(huán)流動。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。