一种高效利用光能的光电热一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种高效利用光能的光电热一体化装置，包括安装位置相对的槽式聚光板和热管理光伏板；槽式聚光板内设有蛇型换热管，蛇型换热管与槽式聚光板内壁之间的空隙内填充有绝热材料；述热管理光伏板包括光伏电池、半导体制冷板和冷却介质换热层；光伏电池的一侧对着槽式聚光板的聚光面，半导体制冷板的制冷面紧贴光伏电池的另一侧，半导体制冷板的制热面设有冷却介质换热层；槽式聚光板与热管理光伏板通过冷却介质母管进行并联连接，冷却介质母管同时与热用户端连接。该装置通过热管理使光伏电池保持最佳温度运行，提高了光电转换效率，同时利用冷却介质分别回收槽式聚光板因聚光反射太阳光而吸收的热量和光伏电池过剩的热量，回收的热量被输送至热用户端进行利用，实现光能高效利用。实现光能高效利用。实现光能高效利用。

【技术实现步骤摘要】
一种高效利用光能的光电热一体化装置


[0001]本专利技术属于清洁能源
，具体涉及到一种高效利用光能的光电热一体化装置。

技术介绍

[0002]随着全球气候变暖加剧，环境问题越来越受到关注。为了解决化石能源大量使用导致的环境问题，各国都在大力发展新能源。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁、绿色能源被广泛利用，受到材料和技术的限制，现有的光伏发电装置对太阳能的收集利用效率仍然较低，光伏电池板的光电转换效率也随自身受热辐射温度的升高而降低，因此，提高光伏电池板转换效率和提升太阳能收集利用效率是光伏发电技术的发展目标。
[0003]为了提升光伏电池板的光照强度，现有技术通过反光镜聚集太阳光光束并反射至光伏板上，反光镜虽然能够起到聚光作用，但因其自身受太阳光照射面积大，所吸收的热辐射量远大于光伏电池板吸收的热量，而反光镜吸收的热量并没有被回收利用，导致热量损失，太阳能的利用率低。虽然现有技术为光伏电池板配置了热回收装置，但其对光伏电池板的温度控制主要是通过控制低温流体的流量实现，不仅控制过程复杂，而且不能保证光伏电池板在最佳温度稳定运行，且会出现局部温度过高的现象，降低了光伏电池板的光电转换效率。
[0004]综上所述，本专利技术设计一种高效利用光能的光电热一体化装置，以解决能量回收和光伏电池板光电转换效率低的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种高效利用光能的光电热一体化装置。该装置利用槽式聚光板将太阳光聚集反射至热管理光伏板上进行光电转换，对清洁光能进行高效利用；利用热管理光伏电池光电转换效率的同时，对槽式聚光板和光伏电池吸收的热量进行回收利用，实现电热联供。
[0006]本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案如下：
[0007]一种高效利用光能的光电热一体化装置，包括槽式聚光板、槽式聚光板支架、热管理光伏板和热管理光伏板支架，槽式聚光板和热管理光伏板分别通过槽式聚光板支架和热管理光伏板支架安装，槽式聚光板和热管理光伏板两者的安装位置相对；
[0008]所述槽式聚光板内设有蛇型换热管，蛇型换热管与槽式聚光板内壁之间的空隙内填充有绝热材料；所述热管理光伏板包括光伏电池、半导体制冷板和冷却介质换热层；光伏电池的一侧对着槽式聚光板的聚光面，半导体制冷板的制冷面紧贴光伏电池的另一侧，半导体制冷板的制热面设有冷却介质换热层，冷却介质换热层的一端设有热管理光伏板冷却介质入口和出口；槽式聚光板与热管理光伏板通过冷却介质母管进行并联连接，冷却介质母管的一端分别与蛇型换热管的一端和热管理光伏板冷却介质入口连接，另一端分别与蛇型换热管的另一端和热管理光伏板冷却介质出口连接，通过冷却介质对热管理光伏板进行
热管理，使光伏电池保持最佳温度运行；冷却介质母管同时与热用户端连接。
[0009]进一步的，所述冷却介质换热层包括壳体结构和固定折流板，壳体结构的一侧为开口状且与半导体制冷板的制热面密封连接，壳体结构内均匀布置有多个固定折流板，固定折流板的一端与壳体结构的侧壁之间存在间隙，使壳体结构内形成一体式的拱顶流道，冷却介质从拱顶流道中流过。
[0010]进一步的，冷却介质通过冷却介质母管入口分别通入蛇型换热管和冷却介质换热层内，分别与槽式聚光板和半导体制冷板的制热面进行换热，换热后的冷却介质从冷却介质母管的出口流出，并输送至热用户端，与热用户端进行换热。
[0011]进一步的，所述半导体制冷板上阵列有多个半导体制冷片，多个半导体制冷片以并联或串联方式连接。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013]1.在槽式聚光板内部安装蛇型换热管，通过冷却介质回收槽式聚光板因聚光反射太阳光而吸收的热量，提高了太阳能利用率；使用半导体制冷板对光伏电池进行降温，可以通过热管理控制光伏电池的温度，确保光伏电池在发电运行过程中维持在最佳温度，提升光电转换效率，同时光伏电池过剩的热量通过半导体制冷板的制热面释放至热管理冷却介质换热层中，并通过冷却介质进行回收，热用户端对回收的热量进行再利用，使装置实现光电热一体化。
[0014]2.本专利技术装置高效利用太阳光能，在不增加光伏板配置量的情况下，极大地提高了光伏电池单位面积的光照强度，并通过热管理保证光伏电池在最佳温度运行，使光伏电池温度稳定，避免出现局部温度过高而导致光电转换效率降低的问题，实现光能高效利用。
附图说明
[0015]图1是本专利技术整体结构的正视图；
[0016]图2是本专利技术整体结构的左视图；
[0017]图3是本专利技术的槽式聚光板的剖视图；
[0018]图4为本专利技术的热管理光伏板的爆炸图；
[0019]图5为本专利技术的热管理光伏板的剖视图；
[0020]图6为本专利技术的对射式聚光光伏发电的原理图；
[0021]图中，1
‑
槽式聚光板；2
‑
蛇型换热管；3
‑
绝热材料；4
‑
槽式聚光板支架；5
‑
光伏电池；6
‑
半导体制冷板；7
‑
热管理光伏板；8
‑
热管理光伏板支架；9
‑
固定折流板；10
‑
热管理冷却介质换热层；a1
‑
蛇型换热管冷却介质出口；b1
‑
蛇型换热管冷却介质入口；a2
‑
热管理光伏板冷却介质出口；b2
‑
热管理光伏板冷却介质入口；A
‑
冷却介质母管出口；B
‑
冷却介质母管入口。
具体实施方式
[0022]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
[0023]本专利技术提供了一种高效利用光能的光电热一体化装置(简称装置，参见图1～6)，包括槽式聚光板1、槽式聚光板支架4、热管理光伏板7和热管理光伏板支架8；槽式聚光板1
和热管理光伏板7分别通过槽式聚光板支架4和热管理光伏板支架8固定，槽式聚光板1和热管理光伏板7两者的安装位置相对，利用槽式聚光板1将太阳光聚集后反射至热管理光伏板7上，提高热管理光伏板7单位面积的光照强度，进而提高光电转换效率。
[0024]所述槽式聚光板1内均匀布置有蛇型换热管2，蛇型换热管2与槽式聚光板1内壁之间的空隙内填充有绝热材料3，绝热材料3选用B1级聚氨酯发泡保温材料，导热系数不高于0.03W/(m
·
k)；冷却介质从蛇型换热管冷却介质入口b1进入蛇型换热管2内，与槽式聚光板1进行换热，换热后的冷却介质从蛇型换热管冷却介质出口a1流出；
[0025]所述热管理光伏板7包括光伏电池5、半导体制冷板6和冷却介质换热层10，三者作为三个独立层统一撬装，并由钢板制成的外壳封装为一个整体，钢板选用5mm厚的304不锈钢；光伏电池5的一侧对着槽式聚光板1的聚光面，半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效利用光能的光电热一体化装置，包括槽式聚光板、槽式聚光板支架、热管理光伏板和热管理光伏板支架，槽式聚光板和热管理光伏板分别通过槽式聚光板支架和热管理光伏板支架安装，槽式聚光板和热管理光伏板两者的安装位置相对；其特征在于，所述槽式聚光板内设有蛇型换热管，蛇型换热管与槽式聚光板内壁之间的空隙内填充有绝热材料；所述热管理光伏板包括光伏电池、半导体制冷板和冷却介质换热层；光伏电池的一侧对着槽式聚光板的聚光面，半导体制冷板的制冷面紧贴光伏电池的另一侧，半导体制冷板的制热面设有冷却介质换热层，冷却介质换热层的一端设有热管理光伏板冷却介质入口和出口；槽式聚光板与热管理光伏板通过冷却介质母管进行并联连接，冷却介质母管的一端分别与蛇型换热管的一端和热管理光伏板冷却介质入口连接，另一端分别与蛇型换热管的另一端和热管理光伏板冷却介质出口连接，通过冷却介质对热管理光伏板进行热管理，使光伏电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵曙光，穆世慧，袁振国，王建新，于思源，何乐为，陈兴业，
申请(专利权)人：北京民利储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：