本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及到一種風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件。該構(gòu)件可同時實現(xiàn)對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)濟的發(fā)展和社會的進步,人們對能源的需求也日益增加,但是傳統(tǒng)化石能源儲量有限且不可再生,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,儲量十分豐富,全球每年獲得的太陽能相當于68萬億噸石油,故而其開發(fā)利用有著很大的潛力。同時,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,可同時實現(xiàn)光電光熱兩種方式的光伏光熱一體化產(chǎn)品應(yīng)運而生。
此外,在社會總能耗中,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)明所涉及的一種風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件,既可以利用循環(huán)空氣對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)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(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)合的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件,實現(xiàn)流動空氣冷卻光伏電池增加電能輸出的同時也可以為建筑室內(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,用于氣體流通對光伏電池進行散熱,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構(gòu)件的制作成本,還可以增強構(gòu)件的抗沖擊強度(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)與通風管道相連接,通過溫度差實現(xiàn)氣體在流道內(nèi)循環(huán)流動,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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件封裝時,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,結(jié)合光伏發(fā)電部件,可同時實現(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。
采用該結(jié)構(gòu),以空氣集熱器的流道結(jié)構(gòu)作為光伏組件的基底層,同時也把光伏組件作為空氣集熱器的蓋板層,不僅可以實現(xiàn)利用一個光伏光熱一體化構(gòu)件實現(xiàn)光電和光熱兩種方式同時利用太陽能,提高單位面積太陽能利用率,還可以增強光伏組件的抗沖擊特性。此外,內(nèi)部中空的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計,其內(nèi)部可以通入空氣或者氣態(tài)制冷劑,可以增加該構(gòu)件的散熱面積,有助于光伏電池的散熱并再利用,還可以通過氣體流向調(diào)節(jié),實現(xiàn)室內(nèi)溫度低時向室內(nèi)供暖,室內(nèi)溫度高時向室外散熱,進而實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)件的全年無季節(jié)限制使用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明所述的風冷光伏光熱一體化構(gòu)件的一種產(chǎn)品效果圖;
圖3為本發(fā)明所述的風冷光伏光熱一體化構(gòu)件的另一種產(chǎn)品效果圖。
圖1中標記:1-風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件,1-透明覆蓋層,2-光伏電池層,3-緩沖層,4-基底層。
圖2和圖3中標記:1-風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件,1-透明覆蓋層,2-光伏電池層,3-緩沖層,4-基底層,5-保溫層,6-金屬邊框。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細地說明,但不僅限于以下實施例。
本發(fā)明所述的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件至少包括透明覆蓋層、緩沖層、光伏電池層和基底層,如附圖1所示。所述透明覆蓋層采用鋼化玻璃3.2mm,一面光滑,一面制絨,尺寸可根據(jù)光伏電池片的串聯(lián)數(shù)進行調(diào)整;所述緩沖層為eva膠,厚度為0.38-0.45mm,上膠溫度為130℃-180℃;所述光伏電池層為晶硅電池片,其單片尺寸為156mm*156mm*0.2mm;所述基底層為中空鋁型材,其厚度為10mm,內(nèi)置散熱流道,直徑8mm,流道間距為10mm,橫剖面為矩形;所述中空鋁型材兩端設(shè)有束風管道和通風口,風口直徑為25mm,通風口可與風管相連接,既可以利用氣體在流道內(nèi)流動給光伏電池散熱,也可以給建筑室內(nèi)通風,為室內(nèi)提供采暖,起到室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)作用,進而抵消建筑部分能耗,實現(xiàn)建筑的節(jié)能環(huán)保。
本發(fā)明設(shè)計的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件的一種實際封裝效果圖如附圖2所示,從下至上順序依次為:金屬邊框、保溫層、金屬型材、eva緩沖層、光伏電池層、eva緩沖層、鋼化玻璃覆蓋層和鋼化玻璃蓋板層。
本發(fā)明設(shè)計的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件的另一種實際封裝效果圖如附圖3所示,從下至上順序依次為:金屬邊框、保溫層、金屬型材、eva緩沖層、光伏電池層、eva緩沖層和鋼化玻璃蓋板層。