光伏光熱一體化組件的製作方法

2023-11-11 22:27:52

本實用新型涉及太陽能技術領域，特別是涉及一種光伏光熱一體化組件。

背景技術：

太陽能是永不枯竭的綠色能源，是最具開發潛力、最清潔環保的能源之一。太陽能利用主要分為光熱利用和光電利用。光熱利用是目前效率最高、經濟型最好的太陽能利用方式。而太陽能的光電利用，即將光能轉換成電能的過程中，並不是將全部的光能的都能轉換成電能。目前太陽能電池的轉換效率均較小，一般在15％左右，也就是說，太陽能電池只能將15％的光能轉換成可用電能，其餘的85％都被轉化為熱能。在轉換過程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。

為了在有限面積上充分利用太陽能，且有效避免熱能對電池的傷害，繼而出現了光伏光熱一體化組件(即PV/T產品)。光伏光熱一體化組件，可以將太陽能電池未利用的光能轉化為熱能利用，轉害為利。

但是，傳統的光伏光熱一體化組件，熱水的溫度較低，無法滿足實際需求。

技術實現要素：

基於此，有必要針對現有的光伏光熱一體化組件所提供的熱水溫度較低的問題，提供一種熱水溫度高的光伏光熱一體化組件。

一種光伏光熱一體化組件，其特徵在於，包括：

蓋板玻璃；

光熱組件，位於所述蓋板玻璃的背光側；所述光熱組件朝向所述蓋板玻璃一側的表面由傳導吸熱區以及輻射吸熱區組成；

光伏單元，位於所述光熱組件與所述蓋板玻璃之間，且對應所述傳導吸熱區設置；

以及邊框，封裝於所述蓋板玻璃以及所述光熱組件的周邊。

上述光伏光熱一體化組件，由於光熱組件具有傳導吸熱區以及輻射吸熱區；傳導吸熱區通過將位於其上的光伏單元的熱量吸收實現熱能收集；輻射吸熱區直接接收太陽光輻射，並將光能直接轉化為熱能收集；通過兩種不同途徑收集熱能，從而增加了熱能的吸收途徑，提高熱能吸收的速率，進而使水溫升高較快，且可使水溫達到較高的水平，滿足需求。

在其中一個實施例中，所述傳導吸熱區呈矩形。

在其中一個實施例中，所述傳導吸熱區與所述光熱組件等寬。

在其中一個實施例中，所述輻射吸熱區由至少兩個相互隔離的分區組成。

在其中一個實施例中，所述輻射吸熱區由第一分區和第二分區組成；所述第一分區以及第二分區分別位於所述傳導吸熱區的兩側。

在其中一個實施例中，所述第一分區與所述第二分區形狀相同。

在其中一個實施例中，所述第一分區、所述傳導吸熱區、以及所述第二分區的排布方向與所述光熱組件中流道管的延伸方向垂直。

在其中一個實施例中，所述輻射吸熱區的面積與所述傳導吸熱區的面積之比為1：5～1：3。

在其中一個實施例中，所述光伏單元通過導熱膠粘接於所述傳導吸熱區上。

在其中一個實施例中，所述光伏單元包括第一密封層、電池片層、第二密封層、以及背膜層；所述電池片層中的電池片為多晶矽電池片。

附圖說明

圖1為一實施例的光伏光熱一體化組件的截面結構示意圖。

圖2為圖1中的光伏光熱一體化組件的立體結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

需要說明的是，當元件被稱為「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本實用新型。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

參見圖1-2，本實用新型一實施例的光伏光熱一體化組件100，包括蓋板玻璃110、光伏單元120、導熱膠層130、光熱組件140、以及邊框150。

其中，蓋板玻璃110的主要作用是，用於將光伏單元120、以及光熱組件140封裝。蓋板玻璃110位於光伏光熱一體化組件100的最上層，也就是向光側。在本實施例中，蓋板玻璃110優選為鋼化玻璃。

在本實用新型中，蓋板玻璃110的尺寸與光熱組件140的尺寸基本一致。

其中，光伏單元120的主要作用是，將光能轉化為電能。其為光伏光熱一體化組件100的光伏部分。

具體地，光伏單元120從向光側到背光側(圖1中從上到下)依次包括第一密封層(未示出)、電池片層(未示出)、第二密封層(未示出)、以及背膜層(未示出)。

在本實施例中，第一密封層與第二密封層均為EVA層。當然，可以理解的是，並不局限於上述材料。

具體地，電池片層由若干聯接的電池片(未示出)鋪設而成。在本實施例中，電池片為多晶矽電池片。當然，可以理解的是，電池片亦可以是其它電池片，例如單晶矽電池片、化合物太陽能電池片、鈣鈦礦電池片。

在本實施例中，背膜層為三層複合膜，具體為TPT複合膜。當然，可以理解的是，還可以由其它背膜材料形成。

在本實用新型中，光伏單元120的尺寸小於光熱組件140以及蓋板玻璃130的尺寸。

其中，導熱膠層130位於光伏單元120與光熱組件140之間。其主要作用是，將光伏單元120與光熱組件140粘接在一起，同時將光伏單元120中的熱量傳遞至光熱組件140。在本實用新型中，導熱膠層130的尺寸與光伏單元120的尺寸基本一致。

優選地，導熱膠層130中導熱膠為採用絕緣導熱膠。這樣進一步避免光伏單元120漏電以及短路。

當然，可以理解的是，也可以不設置導熱膠層130。

其中，光熱組件140的主要作用是，收集光能直接或間隔轉化的熱能。其為光伏光熱一體化組件100的光熱部分。光熱組件140位於光伏單元120的背光側；也就是說，光伏單元120朝向太陽光，而光熱組件140背向太陽光。

具體地，光熱組件140包括：集熱板(未示出)、流道管142、保溫層(未示出)、以及背板(未示出)。當然，可以理解的是，還可以在流道管142與保溫層之間設置紙蜂窩板、反射層、間隔條等元件。上述元件沿靠近光伏單元120到遠離光伏單元120方向依次排布。其中，紙蜂窩板、反射層、間隔條、保溫層、以及背板等部件，本領域技術人員可以根據實際情況，適當裁剪某些部件。

其中，邊框150位於光伏單元120以及光熱組件140的外圍；其主要作用是，用於封裝光伏單元120以及光熱組件140的周邊，使光伏單元120與光熱組件140形成一個整體，實現光伏單元120與光熱組件140的一體化。

在本實施例中，邊框150為鋁合金邊框。邊框150的結構可以採用本領域技術人員所公知的各種結構，在此不再贅述。

在本實用新型中，由於光伏單元120的尺寸小於光熱組件140以及蓋板玻璃130的尺寸，故光伏單元120隻覆蓋光熱組件140的一部分表面，該部分表面為傳導吸熱區105，採用傳導傳熱方式對熱量進行收集。光熱組件140餘下的部分表面未被光伏單元120覆蓋，其與蓋板玻璃110之間形成空腔，太陽光透過蓋板玻璃110以及空腔9可直接到達該部分表面，該部分表面可以直接接收太陽光輻射，該部分表面即輻射吸熱區101a、101b，採用輻射傳熱方式對熱量進行收集。也就是說，在光熱組件140的朝向蓋板玻璃110一側的表面由傳導吸熱區105以及輻射吸熱區101a、101b組成。傳導吸熱區105由於被光伏單元120覆蓋，不能直接接收太陽光，而是吸收收集光伏單元120傳導至光熱組件140的熱量。輻射吸熱區101a、101b未被光伏單元120覆蓋，直接接收太陽光，將太陽光直接轉化為熱能利用吸收。

優選地，輻射吸熱區的面積與傳導吸熱區105的面積之比為1：5～1：3。這樣既可以保證水溫達到需求，又可以充分利用太陽能以及光伏發電。

在本實施例中，傳導吸熱區105呈矩形。這樣便於電池片的排布。

在本實施例中，傳導吸熱區105與光熱組件140等寬。也就是說，在寬度方向(圖2的左右方向)上，光伏單元120完全覆蓋光熱組件140。也即在寬度方向上，光伏單元120的邊緣與光熱組件140平齊，基本沒有留白區域。

具體地，輻射吸熱區由第一分區101a和第二分區101b組成。第一分區101a以及第二分區101b分別位於傳導吸熱區150的兩側。

在本實施例中，第一分區101a與第二分區101b形狀相同。也就是說，第一分區101a與第二分區101b是長寬相同的矩形。也即第一分區101a與第二分區101a對稱分布。

在本實施例中，第一分區101a和第二分區101b的長度方向與光熱組件140中流道管142的延伸方向一致。也就是說，第一分區101a、傳導吸熱區105、第二分區101b按照垂直流道142的方向(圖2中傾斜的上下方向)排布。

在本實施例中，光伏光熱一體化組件100尺寸為2000mm*1000mm。蓋板玻璃110的尺寸為2000mm*992mm。光伏單元120的尺寸為1640mm*992mm。光伏單元120兩側距離邊框150的長度各為180mm，也就是輻射吸熱區的寬度。當然，可以理解的是，本領域技術人員可以根據實際情況調節上述尺寸。

當然，可以理解的是，傳導吸熱區105的形狀並不局限於矩形，還可以是電池片排布而成的其它形狀，例如十字形、L形、回字形等。對應地，輻射吸熱區即光熱組件表面除去傳導吸熱區105餘下的部分，故輻射吸熱區的形狀也不限制為矩形，亦可以是其它形狀。還可以理解的是，輻射吸熱區的分區個數並不局限於兩個，還可以是輻射吸熱區由三個相互隔離的分區組成、亦或四個、五個、甚至更多個組成。同樣可以理解的，傳導吸熱區105也可以由若干子區組成。

上述光伏光熱一體化組件，由於光熱組件具有傳導吸熱區以及輻射吸熱區；傳導吸熱區通過將其上的光伏單元未轉化為電量的能量吸收；輻射吸熱區直接接收太陽光輻射，並將光能直接轉化為熱能利用吸收；從而增加了熱能的吸收途徑，提高熱能吸收的速率，進而使水溫升高較快，且可使水溫達到較高的水平，滿足需求。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。