本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電設備領域，具體涉及到一種風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無動力風機可在實現(xiàn)對建筑供電的同時實現(xiàn)對建筑室內(nèi)通風換氣，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，減少建筑能耗，節(jié)約能源。

背景技術：

隨著社會的進步和城市化發(fā)展，能源消耗與日俱增，資源枯竭危機不斷加深。為應對能源危機，世界各國都開始開發(fā)利用可持續(xù)能源(太陽能、風能、地熱能和生物能等)。太陽能以其取之不盡用之不竭且清潔無污染，受到了各國研究者的青睞。我國也出臺了相關光伏扶持政策，推動了我國太陽能產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。太陽能利用包括太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電，以及太陽能熱水器和太陽房、太陽能空調(diào)等利用方式。

太陽能電池可直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，使用簡單方便安全。但是太陽能電池材料自身存在的溫度效應不可避免，對其產(chǎn)生的廢熱處理成為制約太陽能電池發(fā)展的關鍵問題。本發(fā)明所涉及的風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)，可利用空氣疏散太陽能電池在產(chǎn)生電能時附帶產(chǎn)生的廢熱，并且可以通過無動力風機實現(xiàn)廢熱的再利用，調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)的溫度，既不需要消耗額外的電能，還可以廢熱利用，滿足建筑的低能耗要求，實現(xiàn)綠色建筑，節(jié)能環(huán)保。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種能利用無動力風機與光伏光熱一體化構(gòu)件相結(jié)合的風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑室內(nèi)外冷熱空氣自然流動，既可以冷卻光伏電池減少功率損失，又可以調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)溫度，節(jié)能環(huán)保，安裝使用方便。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件、太陽能控制器、蓄電池、直流負荷、逆變器、交流負荷和無動力風機；所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，該構(gòu)件包括用于發(fā)電的光伏電池單元，其通過粘合劑封裝在鋼化玻璃與金屬型材基底之間，且型材內(nèi)部設有空腔，用于空氣流通對光伏電池單元散熱；所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件與太陽能控制器連接，太陽能控制器分別與蓄電池、直流負荷、逆變器連接，進一步太陽能控制器能夠?qū)L冷型光伏光熱一體化構(gòu)件產(chǎn)生的電能存儲在蓄電池中，也能夠直接供給直流負荷使用；所述太陽能控制器還能夠?qū)L冷型光伏光熱一體化構(gòu)件產(chǎn)生的電能通過與逆變器連接，轉(zhuǎn)換為交流電，供給交流負荷使用，多余部分可實現(xiàn)并網(wǎng)售電；所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件與無動力風機相連接實現(xiàn)循環(huán)，所述無動力風機利用建筑室內(nèi)熱氣流上升，冷氣流下降原理實現(xiàn)室內(nèi)通風換氣，提供建筑供暖或者輸送冷源效果，并且該風機無需耗電，安裝方便，節(jié)省能源；所述風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)，利用無動力風機的自驅(qū)動功能使空氣在風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件的空腔內(nèi)流動，將太陽能轉(zhuǎn)換成電能時所產(chǎn)生的熱能疏散，增加光伏光熱一體化構(gòu)件的功率輸出，延長構(gòu)件的實際使用壽命，同時被加熱的空氣能夠為建筑室內(nèi)提供熱源，使光電光熱兩種太陽能的利用方式通過單一構(gòu)件成為可能，可提高單位面積太陽能的利用率，減少能量損失，節(jié)約建筑能耗。

本發(fā)明所述太陽能控制器為市售帶有最大功率點追蹤(mppt)功能的太陽能控制器，既可控制蓄電池的充放電狀態(tài)，也可以按照負載的電源需求控制太陽能電池和蓄電池對電能的輸出。

本發(fā)明所述逆變器為市售正弦波逆變器，可將太陽能電池和蓄電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡┙o交流負載使用，且多余部分可以并網(wǎng)售電。

本發(fā)明所述蓄電池為鉛酸蓄電池或者鋰離子電池或者鎳鎘蓄電池或者鋅空氣電池或者超級蓄電池等的一種均可。

本發(fā)明所述無動力風機為市售渦輪通風機，可利用自然風力及室內(nèi)外溫度差造成的空氣熱對流，推動渦輪旋轉(zhuǎn)從而利用離心力和負壓效應使空氣在光伏光熱一體化構(gòu)件的中空腔體內(nèi)流動，實現(xiàn)對太陽能電池的散熱再利用。

本發(fā)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，進一步優(yōu)選，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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中散熱流道結(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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中流體介質(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)明所述風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件中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2所示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)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)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1中標記：1-風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，2-太陽能控制器，3-蓄電池，4-直流負荷，5-逆變器，6-交流負荷，7-無動力風機。

圖2中標記：1-風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件，11-透明覆蓋層，12-光伏電池層，13-緩沖層，14-基底層。

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。

實施例1

本發(fā)明所述的風冷型光伏光熱一體化系統(tǒng)，包括風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件(18v150w)、太陽能控制器(12v含mppt功能)、鉛酸蓄電池(12v)、直流負荷(12v)、正弦波逆變器(12v轉(zhuǎn)220v)、交流負荷(220v)和無動力風機(rx-500型)，如圖1所示。所述光伏光熱一體化構(gòu)件的正負極分別與太陽能控制器的光伏端子正負極相連接；所述蓄電池與太陽能控制器的電池端子正負極相連接；所述直流負荷可直接與太陽能控制器的用戶端子相連接；所述正弦波逆變器也與太陽能控制器的用戶端子相連接；所述交流負荷與逆變器相連接；所述無動力風機通過風道與光伏光熱一體化構(gòu)件的進出風口相連接，可利用自然風或者構(gòu)件內(nèi)外溫度差引起的熱對流，實現(xiàn)流動空氣對光伏電池產(chǎn)生電能的同時所產(chǎn)生的熱能進行疏散，并可以調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)的溫度，風機無需消耗額外電能，可降低建筑能耗，節(jié)約電能。

所述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2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0.38mm，上膠溫度為145℃；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5mm，內(nèi)置散熱流道，直徑4mm，流道間距為4mm-5mm，橫剖面為波紋狀；所述中空鋁型材兩端設有束風管道和通風口，風口直徑為10mm，通風口作變徑處理為25mm后可與風管相連接，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，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，進而減少建筑部分能耗，節(jié)約能源。

本發(fā)明設計的風冷型光伏光熱一體化構(gòu)件的一種實際封裝圖如附圖2所示，從下至上順序依次為：鋁型材基底層、eva膠緩沖層、光伏電池層、eva膠緩沖層、鋼化玻璃覆蓋層。