專利名稱：太陽能電池寄生光熱再利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是能源技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體指一種太陽能電池寄生光 熱再利用裝置。
背景技術(shù)：
隨著能源緊張、溫室效應(yīng)等問題日漸嚴(yán)重，太陽能作為一種儲量大，取之 不盡、用之不竭，無污染的清潔能源，其開發(fā)與利用已經(jīng)被提到全球工業(yè)化議 程，并隨材料科學(xué)與基礎(chǔ)工業(yè)的進步，太陽能在理論和實踐等方面都有了長足 的發(fā)展。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請名稱為"太陽光電熱能量轉(zhuǎn)換系
統(tǒng)"，專利申請?zhí)?00610029874.5專利申請中，對太陽能輻射到光伏電池板上的 光能以及寄生熱能都予以一定的利用，在光伏電池轉(zhuǎn)換效率相同的情況下，在 一定程度上的確提高了能量利用率。
但是，上述實用新型僅是在原有的光伏電池板底面上，設(shè)置一個長方形輔 助薄型水箱體用于吸收傳遞光伏電池板上的寄生熱能，在熱能傳遞速度和效率 上都存在不足之處。用水升溫吸熱蒸發(fā)來降低光伏電池板底面的溫度，不但不 易控制，在光照一類地區(qū)及兩/三類地區(qū)夏季陽光充足的時候，由于溫度太高， 不僅會影響光伏電池板的能量轉(zhuǎn)換效率，而且在熱水使用量小的情況下，導(dǎo)致 降溫后不斷產(chǎn)生的熱水不能充分利用而浪費。
在對市場的進一步調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，太陽能硅板的轉(zhuǎn)換效率為18%，經(jīng)過一系列 的能量轉(zhuǎn)換、傳遞后，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率為14%左右。太陽能硅板最 佳工作溫度為45度，工作時，其表面以及邊框聚集大量的熱，過高或過低的溫 度影響光電轉(zhuǎn)換效率。進一步檢索，未發(fā)現(xiàn)與本實用新型相同或類似的文獻報道。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是針對上述不足之處提供一種太陽能電池寄生光熱再利用裝置，該裝置具有太陽能電池板、金屬熱交換器、保溫層和箱體，不僅能夠利用太陽能輻射到光伏電池板上的光能，同時也可以將寄生在光伏電池板的熱能和透過光伏電池板的光能予以充分利用，使得太陽輻射能總利用率可以高達
60%以上，在超導(dǎo)介質(zhì)傳遞能量的過程中，同時對光伏電池板起到冷卻的作用，使其達到最佳工作溫度。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的太陽能電池寄生光熱再利用裝置包括太陽能電池板、金屬熱交換器、保溫層和箱體。金屬熱交換器包括金屬熱交換基板，超導(dǎo)介質(zhì)儲管、集汽管、超導(dǎo)介質(zhì)；在金屬熱交換基板上設(shè)置有多凸起流體通道，多凸起流體通道上部和集汽管連接，多凸起流體通道下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管連接。
太陽能電池板下部與保溫層之間裝有金屬熱交換器，太陽能電池板、金屬熱交換器和保溫層密封固定在箱體內(nèi)，安裝完成后，在超導(dǎo)介質(zhì)儲管內(nèi)注入有超導(dǎo)介質(zhì)。
所述的太陽能電池板，采用市售透光的結(jié)晶系薄膜式或非結(jié)晶系薄膜式太陽能電池板，由透光板、太陽能電池、熱熔膠層(EVA膜)組合而成。太陽能電池板是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。主要是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射在半導(dǎo)體P-N結(jié)上，由于P-N結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強的內(nèi)建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴散進勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。也可以直接在金屬熱交換器上鍍多元化合物薄膜，利用其發(fā)電。所述的金屬熱交換器包括金屬熱交換基板，超導(dǎo)介質(zhì)儲管、集汽管、超導(dǎo)介質(zhì)；在金屬熱交換基板上設(shè)置有多凸起流體通道，在金屬熱交換基板上和多凸起流體通道外部噴涂有太陽能選擇性吸收涂料，其中太陽能選擇性吸收涂層可以采用市售磁控濺射漸變鋁-氮/鋁太陽能選擇性吸收涂層和雙靶磁控濺射SS-C/Cu選擇性復(fù)合吸收涂層，有效的提高了其聚熱效率。多凸起流體通道上部
和集汽管連接，多凸起流體通道下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管連接。在金屬熱交換器基
板上設(shè)置的多凸起流體通道內(nèi)可以設(shè)置多個散熱條并深入多凸起流體通道內(nèi)，
用于提高熱傳導(dǎo)效率。
所述的集汽管是密封管體，集汽管與金屬熱交換基板上設(shè)置的多凸起流體通道相連通，在集汽管一側(cè)設(shè)置有汽化氣體出口。
所述的超導(dǎo)介質(zhì)儲管是密封管體，超導(dǎo)介質(zhì)儲管與金屬熱交換基板上設(shè)置的多凸起流體通道相連通，超導(dǎo)介質(zhì)儲管內(nèi)儲存有超導(dǎo)介質(zhì)，超導(dǎo)介質(zhì)儲管的一側(cè)設(shè)置有介質(zhì)進口。
所述的超導(dǎo)介質(zhì)，是市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所生產(chǎn))、低溫導(dǎo)熱油以及在低溫3^C到5(TC左右時可以汽化的導(dǎo)熱液，在負壓情況下，啟動溫度更低。在啟動電加熱的狀態(tài)下，熱能不斷散發(fā)，使得超導(dǎo)介質(zhì)迅速吸熱升溫汽化并沸騰起來，沿管流體通道內(nèi)壁向上運動，速度是水的數(shù)十倍以上。
工作原理
太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程中產(chǎn)生的能量，太陽能電池寄生光熱再利用裝置，不僅能夠?qū)⑻柲茌椛涞诫姵匕迳系墓饽苻D(zhuǎn)換成電能，而且能夠充分利用熱能和剩余光能，轉(zhuǎn)換成可以使用的電能和熱能，并通過一系列裝置以各種形式的能量廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活。
據(jù)相關(guān)資料記載，平均每天單位面積太陽輻射能量為1000W/MH十算，而太陽能轉(zhuǎn)換效率較高的多晶硅，其實驗室最高效率為18%，規(guī)模生產(chǎn)時的效率為14%左右，薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率更低，僅為6-8%,實際應(yīng)用過程只有4.5%左右。而對某品牌太陽能電池板調(diào)査得知，其生產(chǎn)太陽能硅板的轉(zhuǎn)換效率為18%,經(jīng)過一系列的能量轉(zhuǎn)換、傳遞后，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率為14%左右。太陽能硅板最佳工作溫度為45°C，工作時，其表面以及邊框聚集大量的熱，過高的溫度影響光電轉(zhuǎn)換效率。
本實用新型太陽能電池寄生光熱再利用裝置的太陽能電池板把分散的太陽輻射能部分轉(zhuǎn)換為電能，應(yīng)用于生產(chǎn)生活，透過太陽能電池板的部分光能和寄生熱能，通過金屬熱交換器上的選擇性吸收涂料吸收后，傳遞給金屬熱交換基板上設(shè)置的多凸起流體通道內(nèi)的超導(dǎo)介質(zhì)，使之迅速升溫、沸騰；當(dāng)具有低溫啟動特性的超導(dǎo)介質(zhì)達到一定的啟動條件時，迅速汽化，產(chǎn)生的汽化氣體沿多凸起流體通道內(nèi)壁上升，進入集汽管，通過汽化氣體出口進入汽化器。汽化器收集的汽化氣體，既能直接提供動力驅(qū)動發(fā)電機或其它機械，又能提供生產(chǎn)生活用熱水、取暖等方面。
采用以上技術(shù)方案具有的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢
1、 換熱速度快、效率高金厲熱交換器外部噴涂有太陽能選擇性吸收涂料，多凸起流體通道內(nèi)可以設(shè)置多個散熱條并深入流體通道內(nèi)，用于提高熱傳導(dǎo)效率。
2、 熱利用率高，二次發(fā)電在太陽能光一電轉(zhuǎn)換相同的情況下，充分利用
光能與熱能，通過超導(dǎo)介質(zhì)傳遞能量，利用產(chǎn)生汽化氣體的沖擊力進入發(fā)電裝
置二次發(fā)電，使得能量利用率在原有基礎(chǔ)上提高了 2-3%，發(fā)電后的尾氣與其它介質(zhì)實現(xiàn)熱交換，使得單位面積內(nèi)的太陽輻射能的利用率達到60%以上。而且本裝置與其它設(shè)備組合使用后，構(gòu)成密封循環(huán)超導(dǎo)介質(zhì)通道，使得超導(dǎo)介質(zhì)一次性注入，永久使用。
3、 利用吸收涂層和超導(dǎo)介質(zhì)使得光伏電池在最佳的工作環(huán)境下工作。金屬熱交換器外部噴涂有選擇性吸收涂層，將存積在太陽能電池板上的寄生熱能和透射光能，迅速吸收并傳遞給超導(dǎo)介質(zhì)儲管和流體通道內(nèi)的超導(dǎo)介質(zhì)，使超導(dǎo)介質(zhì)迅速汽化。在陽光充足的時候，汽化氣體多，能量充足，溫差大，靠汽化后的超導(dǎo)介質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)自然循環(huán)不能滿足換熱要求時，即當(dāng)裝置內(nèi)的溫度傳感器感知到系統(tǒng)溫度超過設(shè)定溫度時，系統(tǒng)自動啟動與之配套的循環(huán)泵，以加速超導(dǎo)介質(zhì)的循環(huán)速度，降低系統(tǒng)內(nèi)部溫度，使太陽能電池板達到最佳轉(zhuǎn)換效率。
4、 太陽能電池板、金屬熱交換器以及相應(yīng)的保溫層和箱體一體化后，體積
小，易安裝，可廣泛安裝于建筑物屋頂或墻面上，同時起到保溫隔熱的作用。
5、 成本適中，回報率高，易安裝維護、便于推廣普及，普通家庭也可廣泛
使用，符合國家節(jié)能減排政策，不僅可以滿足建筑物自身的用電需求，還可以
降低建筑的建造成本。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1是太陽能熱超導(dǎo)聚熱裝置主視圖。圖2是太陽能熱超導(dǎo)聚熱裝置的俯視圖(A-A半剖)。圖3是太陽能熱超導(dǎo)聚熱裝置中的熱交換另一種安裝方式示意圖。
具體實施方式

參照附圖1 4，太陽能電池寄生光熱再利用裝置包括太陽能電池板1、金屬熱交換器、保溫層2和箱體8。金屬熱交換器包括金屬熱交換基板6，超導(dǎo)介質(zhì)儲管ll、集汽管3、超導(dǎo)介質(zhì)12;在金屬熱交換基板6上設(shè)置有多凸起流體通道7，多凸起流體通道7上部和集汽管3連接，多凸起流體通道7下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管11連接。
太陽能電池板1下部與保溫層2之間裝有金屬熱交換器，太陽能電池板1、金屬熱交換器和保溫層2密封固定在箱體8內(nèi)，安裝完成后，在超導(dǎo)介質(zhì)儲管11內(nèi)注入超導(dǎo)介質(zhì)12。所述的太陽能電池板1，采用市售透光的結(jié)晶系薄膜式或透光的非結(jié)晶系薄
膜式太陽能電池板，由透光板13、太陽能電池l、熱熔膠層14 (EVA膜)組合而成。太陽能電池板1是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。主要是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射在半導(dǎo)體P-N結(jié)上，由于P-N結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強的內(nèi)建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴散進勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。也可以直接在金屬熱交換器上鍍多元化合物薄膜，利用其發(fā)電。
所述的金屬熱交換器包括金屬熱交換基板6，超導(dǎo)介質(zhì)儲管ll、集汽管3、超導(dǎo)介質(zhì)12;在金屬熱交換基板6上設(shè)置有多凸起流體通道7，在金屬熱交換基板6上和多凸起流體通道7外部噴涂有太陽能選擇性吸收涂料，多凸起流體通道7上部和集汽管3連接，多凸起流體通道7下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管11連接。在金屬熱交換器基板6上設(shè)置的多凸起流體通道7內(nèi)可以設(shè)置多個散熱條15并深入多凸起流體通道7內(nèi)，用于提高熱傳導(dǎo)效率。
所述的集汽管3是密封管體，集汽管3與金屬熱交換基板6上設(shè)置的多凸起流體通道7相連通，在集汽管3 —側(cè)設(shè)置有汽化氣體出口 5，集汽管3兩端裝有集汽管封蓋4。
所述的超導(dǎo)介質(zhì)儲管11是密封管體，超導(dǎo)介質(zhì)儲管11與金屬熱交換基板6上設(shè)置的多凸起流體通道7相連通，超導(dǎo)介質(zhì)儲管ll內(nèi)儲存有超導(dǎo)介質(zhì)12，超導(dǎo)介質(zhì)儲管11的一側(cè)設(shè)置有介質(zhì)進口 10，超導(dǎo)介質(zhì)儲管11兩端裝有儲管封蓋9。
所述的超導(dǎo)介質(zhì)12，是市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所生產(chǎn))、低溫導(dǎo)熱油以及在低溫35'C到5(TC左右時可以汽化的導(dǎo)熱液，在負壓情況下，啟動溫度更低。在啟動電加熱的狀態(tài)下，熱能不斷散發(fā)，使得超導(dǎo)介質(zhì)迅速吸熱升溫汽化并沸騰起來，沿管流體通道內(nèi)壁向上運動，速度是水的數(shù)十倍以上。
所述的金屬熱交換基板上設(shè)置的多凸起流體通道為矩形、三角形、圓弧、梯形、橢圓或其它幾何圖形。
權(quán)利要求1、一種太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于包括太陽能電池板、金屬熱交換器、保溫層和箱體；金屬熱交換器包括金屬熱交換基板，超導(dǎo)介質(zhì)儲管、集汽管和超導(dǎo)介質(zhì)；在金屬熱交換基板上設(shè)置有多凸起流體通道，多凸起流體通道上部和集汽管連接，多凸起流體通道下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管連接；太陽能電池板下部與保溫層之間裝有金屬熱交換器，太陽能電池板、金屬熱交換器和保溫層密封固定在箱體內(nèi)，在超導(dǎo)介質(zhì)儲管內(nèi)注入有超導(dǎo)介質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于在 金屬熱交換基板上和多凸起流體通道外部噴涂有太陽能選擇性吸收涂料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于在 金屬熱交換基板上的多凸起流體通道內(nèi)設(shè)置多個散熱條。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于所 述的集汽管是密封管體，在集汽管一側(cè)設(shè)置有汽化氣體出口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于所 述的超導(dǎo)介質(zhì)儲管是密封管體，超導(dǎo)介質(zhì)儲管的一側(cè)設(shè)置有介質(zhì)進口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于所 述的太陽能電池板采用透光的結(jié)晶系薄膜式太陽能電池板或透光的非結(jié)晶系薄 膜式太陽能電池板，由透光板、太陽能電池、熱熔膠層組合而成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能電池寄生光熱再利用裝置，其特征在于所 述的金屬熱交換基板上設(shè)置的多凸起流體通道為矩形、三角形、圓弧、梯形或 橢圓形。
專利摘要本實用新型涉及的是能源技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體指一種太陽能電池寄生光熱再利用裝置。包括太陽能電池板、金屬熱交換器、保溫層和箱體；金屬熱交換器包括金屬熱交換基板，超導(dǎo)介質(zhì)儲管、集汽管和超導(dǎo)介質(zhì)；在金屬熱交換基板上設(shè)置有多凸起流體通道，多凸起流體通道上部和集汽管對接，多凸起流體通道下部和超導(dǎo)介質(zhì)儲管對接；太陽能電池板下部與保溫層之間裝有金屬熱交換器，太陽能電池板、金屬熱交換器和保溫層密封固定在箱體內(nèi)，在超導(dǎo)介質(zhì)儲管內(nèi)注入有超導(dǎo)介質(zhì)。在金屬熱交換基板上和多凸起流體通道外部噴涂有太陽能選擇性吸收涂料。
文檔編號H02N6/00GK201418044SQ200920040908
公開日2010年3月3日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者姜春來, 靖 李, 李勇強, 李勇良 申請人:無錫意凱順得科技有限公司