一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法，屬于光伏組件應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)利用主要集中在光伏發(fā)電和太陽(yáng)能集熱的兩個(gè)方面。但單純的光電系統(tǒng)太陽(yáng)能利用率低、轉(zhuǎn)換效率受溫度影響大；單純的光熱系統(tǒng)能源品質(zhì)低，因此對(duì)太陽(yáng)能資源進(jìn)行更充分的綜合利用，是太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域的重要方向。
[0003]將太陽(yáng)能電池板和集熱器結(jié)合，在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)，通過(guò)集熱器中的換熱介質(zhì)及時(shí)傳導(dǎo)出光伏電池的熱量，既能降低光伏組件溫度提高光電轉(zhuǎn)化率，還能產(chǎn)出熱能。這種能同時(shí)產(chǎn)生電能和熱能能對(duì)太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)更高效綜合利用的光伏光熱((PV/T) —體化系統(tǒng)((Photovoltaic-thermal solar collector system)與單獨(dú)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)或者太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)相比，具有需求空間小、效費(fèi)比高、太陽(yáng)能的綜合利用效率高等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)化利用太陽(yáng)能的必然發(fā)展途徑。
[0004]目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)已得到普遍應(yīng)用，因此在已安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上加裝光熱功能套件實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)明一種光熱套件，可以在普通光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光伏光熱功能一體化功能，提高系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的綜合利用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法，通過(guò)固定機(jī)構(gòu)使換熱器固定在光伏組件的背面，換熱器與光伏組件之間設(shè)導(dǎo)熱板，換熱器的四周設(shè)側(cè)面保溫層，換熱器和固定機(jī)構(gòu)之間設(shè)背面保溫層；所述固定機(jī)構(gòu)包括固定板、橫梁和支撐板，在橫梁中間通過(guò)套有彈簧的螺桿將支撐板固定在固定板的中心，橫梁的兩端通過(guò)螺桿將固定板、換熱器和導(dǎo)熱板串接并固定在光伏組件的背面。
[0007]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱板為絕緣導(dǎo)熱板。
[0008]進(jìn)一步地，所述換熱器上設(shè)有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口。
[0009]進(jìn)一步地，所述換熱器內(nèi)的換熱介質(zhì)為水。
[0010]進(jìn)一步地，所述螺桿上均設(shè)有與螺桿配合的緊固螺母；在套有彈簧的螺桿上還套有控制彈簧伸縮量的定位螺母。
[0011]進(jìn)一步地，所述橫梁的兩端的螺桿固定在光伏組件邊框的接地螺孔上。
[0012]進(jìn)一步地，所述定位螺母和緊固螺母下面設(shè)有彈簧墊圈。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱板的厚度不超過(guò)5毫米。
[0014]進(jìn)一步地，所述換熱器為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其厚度為10?40毫米。
[0015]進(jìn)一步地，所述固定板上設(shè)加強(qiáng)筋。
[0016]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種平板換熱系統(tǒng)，并將其牢固的緊密貼合在普通光伏組件背板上，實(shí)現(xiàn)為組件降溫并導(dǎo)出熱能的功能。
[0017]絕緣導(dǎo)熱板一般選取電阻率大、導(dǎo)熱率高且具有彈性形變能力的材料，如絕緣導(dǎo)熱硅膠板等，其厚度應(yīng)在5_以下，功能為導(dǎo)出光伏組件背板的熱量并傳遞給換熱器。
[0018]換熱器為扁平立方體容器，其上表面貼合住光伏組件背板且應(yīng)盡量覆蓋最大面積，可選用鋁型材、鋼材等高導(dǎo)熱率材料。換熱器內(nèi)部為液體換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)可為直接換熱型或間接換熱型，厚度視具體組件尺寸而定，一般在10?40mm之間，其功能為收集絕緣導(dǎo)熱板傳導(dǎo)出的熱能，通過(guò)換熱器加熱從換熱介質(zhì)入口流入的換熱介質(zhì)，并通過(guò)換熱介質(zhì)出口導(dǎo)出，換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口的數(shù)量均可為一個(gè)或多個(gè)。
[0019]換熱器的側(cè)面與背面的保溫層均選用聚氨酯板、發(fā)泡聚苯乙烯板等低導(dǎo)熱率材料，其功能為降低系統(tǒng)的熱損。固定板為硬質(zhì)平板，如玻璃、鑄鐵等材料，其中間可有加強(qiáng)筋，為換熱器提供均勻受力面。
[0020]固定機(jī)構(gòu)使換熱系統(tǒng)既能緊密貼合光伏組件背板又不對(duì)光伏組件造成損壞。定位螺母為設(shè)在彈簧與橫梁之間的承力，可以通過(guò)旋動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧自身位置來(lái)調(diào)整彈簧的伸縮量，控制支撐板對(duì)固定板的壓力；緊固螺母將橫梁緊固在光伏組件邊框上。定位螺母和緊固螺母最好設(shè)有彈簧墊圈。橫梁的兩端的螺桿固定在光伏組件邊框的接地螺孔上，從而不需要在光伏組件邊框上額外打孔固定。
[0021]本發(fā)明的有益效果是，在已經(jīng)制作好的光伏組件上設(shè)置光熱系統(tǒng)，將熱量導(dǎo)出利用；通過(guò)組件自身的接地孔固定連桿，不用額外打孔；通過(guò)彈簧調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膲毫?；通過(guò)背部的固定板保證內(nèi)部受力均勻。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1表示本發(fā)明提供的光伏光熱一體化的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2表示光伏光熱一體化結(jié)構(gòu)中固定機(jī)構(gòu)的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0025]本實(shí)施例提供一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法，其立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，圖中已將各部件分開畫出，包括換熱器3和使換熱器3固定在光伏組件I背面的固定機(jī)構(gòu)，換熱器3與光伏組件I之間設(shè)導(dǎo)熱板2，換熱器3的四周設(shè)側(cè)面保溫層4，換熱器3和固定機(jī)構(gòu)之間設(shè)背面保溫層5 ;如圖2所示，所述固定機(jī)構(gòu)包括固定板6、橫梁7和支撐板8，在橫梁7中間通過(guò)套有彈簧9的螺桿10將支撐板8固定在固定板6的中心，橫梁7的兩端通過(guò)螺桿10將固定板6、換熱器3和導(dǎo)熱板2串接并固定在光伏組件I的背面。
[0026]本實(shí)施例使用的導(dǎo)熱板2為厚度4_的導(dǎo)熱硅膠膜；換熱器3選用鋁制扁平長(zhǎng)方體換熱水箱，厚度25_ ;側(cè)面保溫層4和背面保溫層5選用發(fā)泡聚苯乙烯材料，對(duì)換熱箱2的側(cè)面及背面進(jìn)行隔熱包裹；固定機(jī)構(gòu)選用不銹鋼材料固定連接。
[0027]以較為通用的邊框尺寸為1640 X 992 X 40 (mm)光伏組件為例，安裝步驟如下:將光伏組件I背面朝上放置，并將側(cè)面保溫層4填充入組件邊框護(hù)沿內(nèi)；緊貼組件背板平鋪絕緣導(dǎo)熱板；將換熱介質(zhì)入口 31、換熱介質(zhì)出口 32朝外，放入換熱器3 ;蓋上背面保溫層5，并使換熱介質(zhì)入口 31與換熱介質(zhì)出口 32從預(yù)留孔穿出；蓋上固定板6，并使換熱介質(zhì)入口 31與換熱介質(zhì)出口 32從預(yù)留孔穿出；在螺桿10上套入彈簧9和定位螺母11并將支撐板8平放于固定板6的中心部位；將橫梁7中部的圓孔套入中間的螺桿10后，在橫梁7兩端螺孔與組件背側(cè)護(hù)沿的螺孔(即接地螺孔)對(duì)準(zhǔn)，插入螺桿10，在橫梁7兩端及中間的螺桿10均套上彈簧墊圈并用緊固螺母12固定。
[0028]所述光伏瓦連接防水結(jié)構(gòu)排列的光伏瓦陣列，在便捷、低成本的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)的改造實(shí)現(xiàn)了光電光熱一體化，有效提高了系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的綜合利用率。
[0029]該光伏光熱一體化結(jié)構(gòu)由套件組合而成，裝拆只需松緊螺栓、螺絲即可完成。在組件需要安裝或出現(xiàn)故障維修時(shí)，大大提高了工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法，其特征在于，通過(guò)固定機(jī)構(gòu)使換熱器(3)固定在光伏組件(I)的背面，換熱器(3)與光伏組件(I)之間設(shè)導(dǎo)熱板(2)，換熱器(3)的四周設(shè)側(cè)面保溫層(4)，換熱器(3)和固定機(jī)構(gòu)之間設(shè)背面保溫層(5);所述固定機(jī)構(gòu)包括固定板(6)、橫梁(7)和支撐板(8)，在橫梁(7)中間通過(guò)套有彈簧(9)的螺桿(10)將支撐板(8)固定在固定板(6)的中心，橫梁(7)的兩端通過(guò)螺桿(10)將固定板￠)、換熱器(3)和導(dǎo)熱板(2)串接并固定在光伏組件(I)的背面。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱板(2)為絕緣導(dǎo)熱板。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述換熱器(3)上設(shè)有換熱介質(zhì)入口(31)和換熱介質(zhì)出口(32)。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述換熱器(3)內(nèi)的換熱介質(zhì)為水。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螺桿(10)上均設(shè)有與螺桿(10)配合的緊固螺母(12);在套有彈簧(9)的螺桿(10)上還套有控制彈簧(9)伸縮量的定位螺母(Il)06.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述橫梁(7)的兩端的螺桿(10)固定在光伏組件(I)邊框的接地螺孔上。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位螺母(11)和緊固螺母(12)下面設(shè)有彈簧墊圈。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱板⑵的厚度不超過(guò)5毫米。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述換熱器(3)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其厚度為10?40毫米。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定板(6)上設(shè)加強(qiáng)筋。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在光伏組件上實(shí)現(xiàn)光伏光熱一體化的方法，該方法通過(guò)固定機(jī)構(gòu)使換熱器固定在光伏組件的背面，換熱器與光伏組件之間設(shè)導(dǎo)熱板，換熱器的四周設(shè)側(cè)面保溫層，換熱器和固定機(jī)構(gòu)之間設(shè)背面保溫層；所述固定機(jī)構(gòu)包括固定板、橫梁和支撐板，在橫梁中間通過(guò)套有彈簧的螺桿將支撐板固定在固定板的中心，橫梁的兩端通過(guò)螺桿將固定板、換熱器和導(dǎo)熱板串接并固定在光伏組件的背面。該方法將已經(jīng)制作好的光伏組件上設(shè)置光熱系統(tǒng)，將熱量導(dǎo)出利用；通過(guò)組件自身的接地孔固定連桿，不用額外打孔；通過(guò)彈簧調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膲毫?；通過(guò)背部的固定板保證內(nèi)部受力均勻。
【IPC分類】H02S40/44
【公開號(hào)】CN105141252
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510392767
【發(fā)明人】李康依, 楊志權(quán), 張福家, 黃岳文, 楊搖, 李瑫, 黃浩
【申請(qǐng)人】湖南紅太陽(yáng)新能源科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日