一種風冷型光伏光熱一體化構件的製作方法

2023-06-01 14:59:01 1

本發明屬於太陽能發電設備領域，具體涉及到一種風冷型光伏光熱一體化構件。該構件可同時實現對建築供電和建築採暖，減少建築能耗，安全綠色環保。

背景技術：

隨著經濟的發展和社會的進步，人們對能源的需求也日益增加，但是傳統化石能源儲量有限且不可再生，故而尋找新能源和可再生能源成為世界各國解決能源危機的重要途徑。太陽能作為新能源和可再生能源的重要組成之一，儲量十分豐富，全球每年獲得的太陽能相當於68萬億噸石油，故而其開發利用有著很大的潛力。同時，太陽能還是一種高效、無汙染的可再生能源，因此，太陽能的開發利用日益為世界各國所重視。

現行市售太陽能產品中，利用太陽能的方式主要有光電利用和光熱利用兩種。但是光電利用—太陽能電池，由於本身製作材料的溫度效應導致其轉換效率隨溫度升高逐漸減少，造成了部分能量損失；而光熱利用—太陽能熱水器，由於其功能比較單一，而且使用效果不夠理想，結霜和結垢等問題不易解決。故而，可同時實現光電光熱兩種方式的光伏光熱一體化產品應運而生。

此外，在社會總能耗中，建築耗能佔30％以上，其中包括空調、供暖與家庭熱水所需能耗佔家庭全部能耗的約30％。而本發明所涉及的一種風冷型光伏光熱一體化構件，既可以利用循環空氣對光伏電池高效散熱為建築提供電能，又可以利用光伏電池的廢熱再利用為建築供暖，為家庭節約諸多能耗，而且清潔環保，安全可持續。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種能利用空氣能集熱器與光伏電池相結合的風冷型光伏光熱一體化構件，實現流動空氣冷卻光伏電池增加電能輸出的同時也可以為建築室內提供採暖，調節室內溫度，節約建築能耗。

為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種風冷型光伏光熱一體化構件，包括透明覆蓋層、光伏電池層、緩衝層和基底層；所述透明覆蓋層處於最上方；所述緩衝層位於透明覆蓋層和基底層之間，並且緩衝層包含兩層，上層與透明覆蓋層相貼合，下層與基底層相貼合；所述光伏電池層處於兩層緩衝層之間且被上下兩層包覆；所述基底層為金屬板層，內設空腔作為流道，內有流體介質(如空氣)流動疏散熱量並使熱量可循環再利用。

本發明所述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，優選為鋼化玻璃。

本發明所述緩衝層為熱熔型透明膠體材料，優選為eva(乙烯－乙酸乙烯酯共聚物)膠，且上膠溫度在130℃-150℃範圍內。

本發明所述的基底層採用鋁合金箱體或者中空鋁型材，厚度為5-50mm，優選為中空鋁型，厚度為10mm；該結構內設散熱空腔，內有流體介質通過，空腔深度與間距(空腔壁厚度)比為1:1，用於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件的製作成本，還可以增強構件的抗衝擊強度(與傳統光伏組件相比)。本發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，優選為矩形。

本發明所述散熱流道結構與通風管道相連接，通過溫度差實現氣體在流道內循環流動，帶走光伏電池產生的熱量。

本發明所述的流體介質優選氣體介質，可為空氣或者常溫下為氣態的製冷劑，優選為空氣。

本發明所述的光伏電池層的光伏電池為單晶矽片、多晶矽片、非晶矽片、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品中的一種均可，優選多片串聯而成。

本發明所述風冷型光伏光熱一體化構件封裝時，按照從下至上順序封裝：依次為基底層(中空鋁型材)、緩衝層(eva膠)、光伏電池層、緩衝層(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1所示。

本發明所述風冷型光伏光熱一體化構件可用於製作商用光伏光熱一體化產品，其產品效果圖可為圖2或者圖3所示。

所述光伏光熱一體化構件的結構利用現有市售空氣能集熱器的流道設計，結合光伏發電部件，可同時實現電能和熱能的產生，既有利於光伏光熱一體化構件的熱量散失，又可以與建築相結合，通過空氣的流速和流向調節，實現建築內溫度的智能調節，滿足人體舒適度要求，還可以通過中空薄翅片狀結構減輕光伏光熱一體化構件自身重量，安裝方便，節約成本。

採用該結構，以空氣集熱器的流道結構作為光伏組件的基底層，同時也把光伏組件作為空氣集熱器的蓋板層，不僅可以實現利用一個光伏光熱一體化構件實現光電和光熱兩種方式同時利用太陽能，提高單位面積太陽能利用率，還可以增強光伏組件的抗衝擊特性。此外，內部中空的流道結構設計，其內部可以通入空氣或者氣態製冷劑，可以增加該構件的散熱面積，有助於光伏電池的散熱並再利用，還可以通過氣體流向調節，實現室內溫度低時向室內供暖，室內溫度高時向室外散熱，進而實現本發明構件的全年無季節限制使用。

附圖說明

圖1為本發明所述的風冷型光伏光熱一體化構件的結構示意圖；

圖2為本發明所述的風冷光伏光熱一體化構件的一種產品效果圖；

圖3為本發明所述的風冷光伏光熱一體化構件的另一種產品效果圖。

圖1中標記：1-風冷型光伏光熱一體化構件，1-透明覆蓋層，2-光伏電池層，3-緩衝層，4-基底層。

圖2和圖3中標記：1-風冷型光伏光熱一體化構件，1-透明覆蓋層，2-光伏電池層，3-緩衝層，4-基底層，5-保溫層，6-金屬邊框。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明，但不僅限於以下實施例。

本發明所述的風冷型光伏光熱一體化構件至少包括透明覆蓋層、緩衝層、光伏電池層和基底層，如附圖1所示。所述透明覆蓋層採用鋼化玻璃3.2mm，一面光滑，一面制絨，尺寸可根據光伏電池片的串聯數進行調整；所述緩衝層為eva膠，厚度為0.38-0.45mm，上膠溫度為130℃-180℃；所述光伏電池層為晶矽電池片，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10mm，內置散熱流道，直徑8mm，流道間距為10mm，橫剖面為矩形；所述中空鋁型材兩端設有束風管道和通風口，風口直徑為25mm，通風口可與風管相連接，既可以利用氣體在流道內流動給光伏電池散熱，也可以給建築室內通風，為室內提供採暖，起到室內溫度調節作用，進而抵消建築部分能耗，實現建築的節能環保。

本發明設計的風冷型光伏光熱一體化構件的一種實際封裝效果圖如附圖2所示，從下至上順序依次為：金屬邊框、保溫層、金屬型材、eva緩衝層、光伏電池層、eva緩衝層、鋼化玻璃覆蓋層和鋼化玻璃蓋板層。

本發明設計的風冷型光伏光熱一體化構件的另一種實際封裝效果圖如附圖3所示，從下至上順序依次為：金屬邊框、保溫層、金屬型材、eva緩衝層、光伏電池層、eva緩衝層和鋼化玻璃蓋板層。