具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽能光伏電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率仍然較低，且隨著溫度的升高，光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率也會下降，從而無法做到對太陽能的充分利用。
[0003]近年來，太陽能光伏光熱綜合利用(PV/T)技術(shù)因其良好的太陽能光伏光熱綜合利用效率而受到廣泛的關(guān)注和研究。PV/T系統(tǒng)有效提高了單位面積的光伏光熱綜合利用效率；另一方面，溫度較低的傳熱工質(zhì)流經(jīng)集熱板帶走熱量，降低了集熱板和光伏電池的溫度，從而提高了光電效率，同時傳熱工質(zhì)吸收的熱能也可以加以利用，從而可以更大的提高太陽能的利用率。目前PV/T系統(tǒng)的傳熱工質(zhì)主要有空氣和水兩種?，F(xiàn)有技術(shù)中，太陽能光伏光熱綜合利用裝置的頂面敞口處設(shè)置為玻璃蓋板。
[0004]國內(nèi)外學(xué)者對輻射制冷技術(shù)的研究開始于20世紀(jì)70年代。所謂輻射制冷是指地面上的物體通過“大氣窗口”之一的8 μ m~13 μ m波段與溫度很低的外太空進(jìn)行輻射換熱從而達(dá)到一定的制冷效果的被動制冷方式。輻射制冷具有零耗能、零污染、無運(yùn)動部件等優(yōu)點(diǎn)，對建筑物空調(diào)降溫節(jié)能和環(huán)境保護(hù)具有積極意義。
[0005]雖然太陽能光伏光熱綜合利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是由于受到晝夜更迭的影響，PV/T系統(tǒng)在夜間處于閑置狀態(tài)，這大大降低了其使用效率；另一方面，輻射制冷也存在功率不夠大導(dǎo)致裝置成本較高，且輻射制冷裝置在白天很難實(shí)現(xiàn)制冷效果等缺陷，由于PV/T系統(tǒng)和輻射制冷裝置常布置于面積有限的建筑物屋頂，這也大大降低了屋頂單位面積的利用效率。
[0006]有鑒于此，確有必要提供一種具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置，其能夠結(jié)合PV/T系統(tǒng)和輻射制冷裝置各自的優(yōu)點(diǎn)，從而彌補(bǔ)PV/T系統(tǒng)和輻射制冷裝置各自的局限性，可實(shí)現(xiàn)在白天進(jìn)行太陽能發(fā)電和集熱制取熱水或熱空氣，在夜間進(jìn)行輻射制冷制取冷水或冷空氣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置，其能夠結(jié)合PV/T系統(tǒng)和輻射制冷裝置各自的優(yōu)點(diǎn)，從而彌補(bǔ)PV/T系統(tǒng)和輻射制冷裝置各自的局限性，可實(shí)現(xiàn)在白天進(jìn)行太陽能發(fā)電和集熱制取熱水或熱空氣，在夜間進(jìn)行輻射制冷制取冷水或冷空氣。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用如下技術(shù)方案:
[0009]具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置，包括頂面敞口的箱體、集熱板、銅管、集管和光伏電池，所述集熱板設(shè)置于所述箱體內(nèi)，所述集熱板和所述箱體的底部之間的空腔形成空氣流道，所述空氣流道的兩端分別設(shè)置為進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和所述出風(fēng)口均設(shè)置于所述箱體的側(cè)壁上，所述集熱板的靠近所述箱體的底部的一側(cè)設(shè)置有銅管，所述銅管的兩端分別與集管連通，其中一根所述集管的一端伸出于所述箱體之外形成進(jìn)水口，另一根所述集管的一端伸出于所述箱體之外形成出水口，所述集熱板的遠(yuǎn)離所述箱體的底部的一側(cè)設(shè)置有光伏電池，所述箱體的頂面敞口處覆蓋有全波段高透過率材料膜。
[0010]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述全波段高透過率材料膜設(shè)置為聚乙烯薄膜，其在ο?25 μ m波段內(nèi)的透過率大于80%，其在0.2 μ m~3 μ m的太陽輻射波段和8 μ m~13 μ m的大氣窗口波段內(nèi)的透過率均為
85 ?90%0
[0011]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述集熱板為層壓有黑色TPT層的陽極氧化鋁板，其在0.2 μπι?25 μm波段內(nèi)的吸收率和發(fā)射率均大于85%。
[0012]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述黑色TPT層包括內(nèi)層PVDF層、PET中間層和外層PVDF保護(hù)層。外層PVDF保護(hù)層具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，PET中間層具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVDF層具有良好的粘接性能。
[0013]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述光伏電池由透明TPT材料封裝，并且所述光伏電池通過EVA膠粘接在所述集熱板上。
[0014]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述透明TPT材料包括內(nèi)層PVDF層、PET中間層和外層PVDF保護(hù)層。
[0015]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述透明TPT材料在0.2μηι?3μηι的太陽福射波段內(nèi)的透過率大于85%，在8 μ m?13 μπι的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率大于80%。
[0016]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述光伏電池為單晶硅光伏電池或多晶硅光伏電池或非晶硅光伏電池。
[0017]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述箱體的內(nèi)側(cè)底面和內(nèi)側(cè)壁均設(shè)置有保溫層。
[0018]作為本實(shí)用新型具有夜間輻射制冷功能的平板型光伏光熱綜合利用裝置的一種改進(jìn)，所述集熱板平行于所述箱體的底部設(shè)置，所述銅管通過焊接均布于所述集熱板的靠近所述箱體的底部的一側(cè)，所述光伏電池均布于所述集熱板的遠(yuǎn)離所述箱體的底部的一側(cè)，所述銅管設(shè)置為若干根。
[0019]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0020]第一，通過增設(shè)全波段高透過率材料膜，其在0.2 μπι~3 μπι的太陽輻射波段和8 μm~13 μπι的大氣窗口波段內(nèi)的透過率達(dá)到85%?90%，這樣既能在白天使大部分太陽輻射透過全波段高透過率材料膜投射到光伏電池和集熱板上，又能在夜間使光伏電池和集熱板輻射的熱量有效地透過全波段高透過率材料膜散發(fā)到大氣層和外太空中。此外，全波段高透過率材料膜的存在還能有效地減少集熱板與外界環(huán)境間的對流換熱。
[0021]第二，集熱板正面(遠(yuǎn)離箱體的底部的一面)層壓有黑色ΤΡΤ，其在0.2 μ m~25 μ m波段內(nèi)的吸收率和發(fā)射率均大于85%，這種特性使得在白天絕大部分投射到集熱板上的太陽輻射被吸收而轉(zhuǎn)換成熱能，而在夜間利用其高發(fā)射率向大氣層和外太空輻射熱量進(jìn)行制冷；黑色TPT表面的部分面積層壓有光伏電池，光伏電池由透明TPT封裝，其中透明TPT在0.2 μπι~3 μm的太陽福射波段內(nèi)的透過率大于85%，在8 μπι -13 μπι的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率大于80%，這種特性使得在白天絕大部分太陽輻射可以透過透明ΤΡΤ后投射到光伏電池上被吸收而轉(zhuǎn)換成電能和熱能，而在夜間利用其在8 μm~13 μπι的大氣窗口波段內(nèi)的高發(fā)射率向外太空輻射熱量進(jìn)行制冷。
[0022]第三，集熱板背面(靠近箱體的底部的一面)焊接有銅管，在白天制取熱水模式時，循環(huán)水通過其中(銅管)帶走集熱板吸收的太陽輻射熱能后被加熱，進(jìn)入保溫水箱；在夜間制取冷水模式時，循環(huán)水通過其中(銅管)并向集熱板傳遞熱量后被冷卻，進(jìn)入保溫水箱。
[0023]第四，在集熱板和箱體底部及側(cè)面的保溫材料之間的空腔形成空氣流道，在白天制取熱空氣模式時，冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空氣流道吸收集熱板吸收的太陽輻射熱能后被加熱，成為熱空氣后從出風(fēng)口流出，用于房間供暖或物品干燥等；在夜間制取冷空氣模式時，熱空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空氣流道向集熱板傳遞熱量后被冷卻，成為冷空氣后從出風(fēng)口流出，用于房間供冷或蔬果保鮮等。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型通過將玻璃蓋板替換為全波段高透過率材料膜，并在集熱板背面增設(shè)空氣流道，使得本實(shí)用新型既能在白天進(jìn)行光伏發(fā)電的同時制取熱水或熱空氣，又能在夜間制取冷水或冷空氣，有效地解決了傳統(tǒng)的PV/T系統(tǒng)只能在白天發(fā)電和制熱而在夜間閑置、輻射制冷裝置只能在夜間進(jìn)行制冷而在白天閑置的局限性，克服了晝夜更迭和季節(jié)變化對裝置利用率的影響，拓寬了太陽能集熱技術(shù)和輻射制冷技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有極大的推廣價值。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的局部放大圖。
[0027]圖3為圖1的橫截面剖視圖。
[0028]其中:
[0029]1-進(jìn)水口 ；
[0030]2-出水口；
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