一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統的製作方法

2023-05-02 07:25:51

專利名稱：一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光伏產品的綜合應用技術，具體的說，涉及一種晶體矽太陽能組件 光電光熱利用系統。
技術背景目前的太陽能利用， 一是光電轉換，將太陽能輻射光通過太陽能電池轉換為電 能，二是光熱轉換，即利用太陽能收集裝置，把太陽能輻射能轉換成熱能利用， 如太陽能熱水器等。但是光電、光熱系統均是獨立的。晶體矽太陽能電池發電時，其背面溫度高於表面溫度和環境氣溫，隨太陽輻照 度增大，發電功率上升，電池背面溫升很大，說明它具有光電光熱兩種效應，其 中光熱效應將導致轉換效率降低，但是目前並沒有將晶體矽太陽能電池組件的光 電光熱效應同時利用起來的系統，所以本申請人特此研究了一種能充分利用晶體 矽太陽能電池組件光電光熱的系統。 發明內容本發明的目的是提供一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，可以將光 電光熱效應利用起來，保持晶體矽太陽能電池在最佳的光電轉換效率下工作，並 進行熱量轉換，同時該系統能與市電併網，實現全天后供電供熱。本發明是這樣實現的一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特徵在於包括通過若干 晶體矽電池組件連接的光伏系統和光熱系統，以及與光熱系統連接的控制系統， 所述若干晶體矽電池組件呈方陣結構。所述光伏系統包括電池組件、防雷器、蓄電池、併網逆變器、配電箱負載接 口、電網，電池組件的上端通過電極引線與防雷器、併網逆變器、配電箱、電網、 雙向逆變器、蓄電池、負載接口連接。所述光熱系統包括電池組件、電池組件下部固定設置的冷卻介質盒、熱交換 器、 一次熱水箱、計量循環泵、電加熱器、二次熱水箱、電磁閥、手動閥、管道； 所述冷卻介質盒的下端和上端分別配置有冷卻介質進口和冷卻介質出口，與位於 一次熱水箱內的熱交換器、計量循環泵連接形成循環迴路；所述一次熱水箱連接有水位控制閥和進水管，並通過電磁閥連接二次熱水箱；所述二次熱水箱通過電 熱器配合連接控制系統，還連接有手動閥門、出水管。所述控制系統包括控制器、溫度傳感器、壓力傳感器、繼電器，所述控制器 通過不同的溫度傳感器與電池組件、光熱系統的一次熱水箱和二次熱水箱連接， 通過繼電器與光熱系統的電熱器連接，所述與控制器連接的壓力傳感器設置在光 熱系統的計量循環泵處。本發明的工作流程如下A、 當陽光照射時，電池組件發出直流電送至光伏系統中的防雷器、併網逆變器，將直流電轉變為電氣參數符合電網的交流電並送至配電箱，再送至負載或雙向逆變器，然後送至蓄電池或電網；當陰天電池組件發電不足時，電網通過配電 箱向負載供電，或蓄電池通過雙向逆變器至配電箱向負載供電；晚上不發電時， 則由蓄電池或電網供電；當電網掉電時，電池組件發電至防雷器、併網逆變器、 配電箱向負載供電，不足部分由蓄電池通過雙向逆變器至配電箱向負載供電；當 陰雨天，電池組件不發電而電網又掉電時，則蓄電池通過雙向逆變器至配電箱向 負載供電，實現全天侯供電；配電程序由配電箱軟體控制；B、 當陽光照射時，電池組件發電同時並發熱，通過冷卻介質的液、氣態轉化 對電池組件進行冷卻並將餘熱傳至換熱器，熱交換至一次熱水箱，二次熱水箱； 一次、二次熱水箱通過水位控制和進水管輸入冷水，經過熱交換後冷水變為熱水， 熱水通過出水管供作它用；所述一次、二次熱水箱水溫以及冷卻介質的循環則由 控制系統控制；C、 控制系統的工作當陽光照射時，電池組件發熱使冷卻介質由液態轉換成 氣態，經換熱器熱交換後又轉為液態使壓力傳感器壓力升高，給出信號至控制器 啟動計量循環泵向電池組件內補充冷卻介質； 一次、二次熱水器的水溫由溫度傳 感器將信號傳至控制器實施控制。所述冷卻介質盒內裝的冷卻介質為環保有機工質，具有低溫(25。c士rc)啟動特性，對電池組件和管道無侵蝕作用。本發明不僅能實現全天侯供電，還能不斷地提供給熱水箱熱量，還能有序地 充分地利用晶體矽太陽能電池組件光電光熱效應。


圖l為本發明的系統結構圖具體實施方式
實施例.1如圖1所示， 一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，包括通過若干 晶體矽電池組件1連接的光伏系統和光熱系統，以及與光熱系統連接的控制系統， 所述若干晶體矽電池組件1呈方陣結構。所述光伏系統包括電池組件l、防雷器4、蓄電池8、併網逆變器5、配電箱6、 負載接口IO、電網7,電池組件1的上端通過電極引線3與防雷器4、併網逆變器 5、配電箱6、電網7、雙向逆變器9、蓄電池8、負載接口10連接。所述光熱系統包括電池組件l、電池組件l下部固定設置的冷卻介質盒、熱交 換器13、 一次熱水箱12、計量循環泵20、電熱器19、 二次熱水箱17、電磁閥15、 手動閥25、管道；所述冷卻介質盒的下端和上端分別配置有冷卻介質進口 22和冷 卻介質出口 2，與位於一次熱水箱12內的熱交換器13、計量循環泵20連接形成 循環迴路；所述一次熱水箱12連接有水位控制閥28和進水管26，並通過電磁閥 15連接二次熱水箱17;所述二次熱水箱17通過電熱器19配合連接控制系統，還 連接有手動閥25、出水管24。自來水通過進水管26，經水位控制閥28流入一次 熱水箱12內，經水位控制閥27進入二次熱水箱17內， 一次熱水箱12水溫設定 為20°C，大於20。C則通過電磁閥15流入二次熱水箱17， 二次熱水箱17水溫按需 求設定，由電熱器19配合控制系統進行控制，經手動閥25、出水管24供作它用。所述控制系統用於對光熱系統的控制，包括控制器11、溫度傳感器、壓力傳 感器21、繼電器16，所述控制器ll通過不同的溫度傳感器與電池組件l、光熱系 統的一次熱水箱12和二次熱水箱17連接，通過繼電器16與光熱系統的電熱器19 連接，所述與控制器11連接的壓力傳感器21設置在光熱系統的計量循環泵20處。本發明的工作流程如下A、當陽光照射時，電池組件1發出直流電經電極引線3送至光伏系統中的防 雷器4、併網逆變器5，將直流電轉變為電氣參數符合電網的交流電並送至配電箱 6，再送至負載10或雙向逆變器9，然後送至蓄電池8或電網7;當陰天電池組件 l發電不足時，不足部分由電網7通過配電箱6向負載10供電，或由蓄電池8通 過雙向逆變器9至配電箱6向負載10供電；當電網7掉電時，電池組件l發電至 防雷器4、併網逆變器5、配電箱6向負載10供電，不足部分由蓄電池8通過雙 向逆變器9至配電箱6向負載10供電；當陰雨天，電池組件1不發電而電網7又掉電時，則蓄電池8通過雙向逆變器9至配電箱6向負載10供電，實現全天侯供 電；配電程序由配電箱軟體控制，配電箱軟體根據具體情況完成配電程序；B、 當陽光照射時，電池組件l發電同時並發熱，電池組件l的光熱效應產生 的熱量加熱冷卻介質盒內的冷卻介質，通過冷卻介質的液、氣態轉化對電池組件l 進行冷卻並將餘熱傳至熱交換器13，熱交換至一次熱水箱12， 二次熱水箱17; — 次、二次熱水箱12、 17通過水位控制閥27、 28和進水管26輸入冷水，經過熱交 換後冷水變為熱水，熱水通過出水管24供作它用；所述一次、二次熱水箱12、 17 水溫以及冷卻介質的循環則由控制系統控制；C、 控制系統的工作當陽光照射時，電池組件l發熱至使冷卻介質由液態轉 換成氣態，經熱交換器13熱交換後又轉為液態使壓力傳感器21壓力升高，給出 信號至控制箱啟動計量循環泵20向電池組件1內補充冷卻介質； 一次、二次熱水 器12、 17的水溫由溫度傳感器14、 18將信號傳至控制器11實施控制。本發明也可用於其它太陽能電池，如晶體矽聚光電池、薄膜電池、塑料電池等。實施例2所述冷卻介質盒內裝的冷卻介質為環保有機工質，具有低溫(25士rc)啟動特性，對電池組件l和管道無侵蝕作用。所述一次、二次熱水箱12、 17水溫以及冷卻介質的循環則由控制系統控制， 冷卻介質的溫度由溫度傳感器23至控制器11顯示出其25'C時由液態變為氣態， 通過冷卻介質出口 2至熱交換器13與一次熱水箱12中的水進行熱交換，水溫(設 定為20°C)由溫度傳感器14給出信號，通過控制器ll開啟電磁閥15放出熱水至 第二熱水箱17，經水位控制閥28又補充自來水至一次熱水箱12;冷卻介質由氣 態轉變為液態，流至計量循環泵20、壓力傳感器21壓力升高至設定值，通過控制 器11開動計量循環泵20液態冷卻介質通過冷卻介質進口 2進入電池組件1內進 行下一循環。二次熱水箱17的水溫通過溫度傳感器18給出信號，通過控制器11、 繼電器16控制電熱器19的開或關，保持設定水溫，通過手動閥25，出水管24流 出供作它用，其水位由水位控制閥27、進水管26控制。
權利要求
1. 一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特徵在於包括通過若干晶體矽電池組件(1)連接的光伏系統和光熱系統，以及與光熱系統連接的控制系統，所述若干晶體矽電池組件(1)呈方陣結構。
2、 根據權利要求l所述一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特 徵在於所述光伏系統包括電池組件(1)、防雷器(4)、蓄電池(8)、併網逆變器(5)、配電箱(6)、負載接口 (10)、電網(7)，電池組件(1)的上端通過電 極引線(3)與防雷器(4)、併網逆變器(5)、配電箱(6)、電網(7)、雙向逆變 器(9)、蓄電池(8)、負載接口 (10)連接。
3、 根據權利要求l所述一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特 徵在於所述光熱系統包括電池組件(1)、電池組件(1)下部固定設置的冷卻介 質盒、熱交換器(13)、 一次熱水箱(12)、計量循環泵(20)、電熱器(19)、 二 次熱水箱(17)、電磁閥(15)、手動閥(25)、管道；所述冷卻介質盒的下端和上 端分別配置有冷卻介質進口 (22)和冷卻介質出口 (2)，與位於一次熱水箱(12) 內的熱交換器(13)、計量循環泵(20)連接形成循環迴路；所述一次熱水箱(12) 連接有水位控制閥(28)和進水管(26)，並通過電磁閥(15)連接二次熱水箱(17); 所述二次熱水箱(17)通過電熱器(19)配合連接控制系統，還連接有手動閥(25)、 出水管(24)。
4、 根據權利要求l所述一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特 徵在於所述控制系統包括控制器(11)、溫度傳感器、壓力傳感器(21)、繼電 器(16),所述控制器(11)通過不同的溫度傳感器與電池組件(1)、光熱系統的 一次熱水箱(12)和二次熱水箱(17)連接，通過繼電器(16)與光熱系統的電 熱器(19)連接，所述與控制器(11)連接的壓力傳感器(21)設置在光熱系統 的計量循環泵(20)處。
5、 根據權利要求l所述一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特 徵在於工作流程如下A、當陽光照射時，電池組件(1)發出直流電送至光伏系統中的防雷器(4)、 併網逆變器(5)，將直流電轉變為電氣參數符合電網的交流電並送至配電箱(6)， 再送至負載(10)或雙向逆變器(9),然後送至蓄電池(8)或電網(7);當陰天電池組件(1)發電不足時，.電網(7)通過配電箱(6)向負載(10)供電或蓄電 池(8)通過雙向逆變器(9)至配電箱(6)向負載(10)供電；晚上不發電時， 則由蓄電池(8)或電網(4)供電；當電網(7)掉電時，電池組件(1)發電至 防雷器(4)、併網逆變器(5)、配電箱(6)向負載(10)供電，不足部分由蓄電 池(8)通過雙向逆變器(9)至配電箱(6)向負載(10)供電；當陰雨天，電池 組件(1)不發電而電網(7)又掉電時，則蓄電池(8)通過雙向逆變器(9)至 配電箱(6)向負載(10)供電，實現全天侯供電；B、 當陽光照射時，電池組件(1)發電同時並發熱，通過冷卻介質的液、氣 態轉化對電池組件(1)進行冷卻並將餘熱傳至熱交換器(13)，熱交換至一次熱 水箱(12)、 二次熱水箱(17); —次、二次熱水箱通過水位控制閥和進水管(26) 輸入冷水，經過熱交換後冷水變為熱水，熱水通過出水管(24)供作它用；所述一次、二次熱水箱水溫以及冷卻介質的循環則由控制系統控制；C、 控制系統的工作當陽光照射時，電池組件(1)發熱使冷卻介質由液態轉換成氣態，經熱交換器(13)熱交換後又轉為液態使壓力傳感器(21)壓力升高，給出信號至控制箱啟動計量循環泵(20)向電池組件(1)內補充冷卻介質；一次、二次熱水器的水溫由溫度傳感器將信號傳至控制器(11)實施控制。
6、根據權利要求l所述一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特 徵在於所述冷卻介質盒內裝的冷卻介質為環保有機工質。
全文摘要
本發明公開了一種晶體矽太陽能電池組件光電光熱利用系統，其特徵在於包括通過若干晶體矽電池組件連接的光伏系統和光熱系統，以及與光熱系統連接的控制系統，所述若干晶體矽電池組件呈方陣結構；本發明不僅能實現全天候供電，還能不斷地提供給熱水箱熱量，還能有序地充分地利用晶體矽太陽能電池組件光電光熱效應。
文檔編號H01L31/058GK101262022SQ20081004425
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月21日 優先權日2008年4月21日
發明者劉漢元 申請人:四川永祥多晶矽有限公司