一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，其中，PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第一蠕动泵、第一流量计和第一热电偶通过第一管道按顺序连接形成循环；PV/T集热板、换热水箱、第二纳米流体箱、第二蠕动泵、第二热电偶和第二流量计通过第二管道按顺序连接形成循环。本发明专利技术将太阳能光电利用和光热利用有机地结合起来，不仅解决了太阳能电池板的温升问题，还能将太阳辐射产生的余热利用起来，从而提高对太阳能的综合利用效率,此外由于纳米流体对太阳辐射有着选择性吸收特性，其可将近红外以及红外辐射几乎完全吸收，进一步提高了太阳能电池光电转换效率。

Solar energy electric heating combined device based on nano fluid

The invention discloses a solar electric heating based on nano fluid coupling device, wherein the PV/T heat collecting plate, a heat exchange water tank, the first nano fluid box, first peristaltic pump, first through the first pipeline flowmeter and a first thermocouple connected in sequence to form a cycle; PV/T heat collecting plate, a heat exchange water tank, second tank, nano fluid second, second and second thermocouple peristaltic pump flowmeter through the second pipeline connected in sequence to form a circular. In the invention, the use of solar PV and solar thermal utilization organically, not only solve the problem of temperature rise of solar panels, but also the use of waste heat from solar radiation, so as to improve the comprehensive utilization efficiency of solar energy, due to nano fluid has a selective absorption characteristics of solar radiation, the near infrared and infrared radiation almost completely absorbed, and further improve the photoelectric conversion efficiency of solar cell.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，属于光伏

技术介绍
太阳能电池是通过太阳光激励半导体中的电子产生移动而产生电能的，其中光线进入电池后，能量大于“禁带”宽度的光子（波长小于截止波长的光子）被太阳能电池吸收产生电子-空穴对，但还有一部分光线在短时间内以热的形式传给了半导体晶格；能量小于“禁带”宽度的光子不能产生空穴对，而在太阳能电池中以热量的形式损失掉。对于硅太阳能电池，该损失占入射太阳光总能量的53%.一般的硅电池在波长为700-1100nm的光照条件下光电转化效率可以达到50%以上，而在这个波段区间之外电池的光电转换效率则较低。其中波长在700-1100nm之外的光线大部分转化为热能，这部分能量是造成太阳能电池板温度升高的主要原因，而温度升高对太阳能电池板的光电转换效率有很大的影响。如何解决太阳电池板温升导致光电转换效率降低的问题是提高太阳能电池效率的关键。
技术实现思路
目的：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，采用分离式纳米流道，采用不同的纳米流体对太阳能电热联用装置产生的热量进行分层次吸收，对比传统PV/T装置有着更加高效的散热作用，并能够大幅度提高系统光伏热综合利用效率。本专利技术的技术方案如下：一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，包括PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第二纳米流体箱、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一流量计、第二流量计、第一热电偶、第二热电偶、第一管道、第二管道、冷水箱、冷水管道、第三蠕动泵、第四蠕动泵、热水管道；其中，所述PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第一蠕动泵、第一流量计和第一热电偶通过第一管道按顺序连接形成循环，所述PV/T集热板、换热水箱、第二纳米流体箱、第二蠕动泵、第二热电偶和第二流量计通过第二管道按顺序连接形成循环，所述冷水箱通过第三蠕动泵由冷水管道连通换热水箱，所述换热水箱通过第四蠕动泵由热水管道与生活热水端连通，所述换热水箱下端通过水阀连通出水口，所述第一流量计和第一蠕动泵之间以及第二蠕动泵和第二热电偶之间均设有一水阀。优选地，所述PV/T集热板包括PV板、滤光流道、背板散热流道、空气夹层和保温层，所述滤光流道由上、下两块高透光石英玻璃板作为流道壁面，所述PV板设置在滤光流道下方，且滤光流道与PV板之间设有空气夹层，所述PV板下方设有背板散热流道，所述背板散热流道的下方设有保温层，所述滤光流道的两端通过第一管道分别连接第一热电偶和换热水箱，所述背板散热流道的两端通过第二管道分别与第二流量计和换热水箱连接，所述PV板与光电单元连接，用于对PV板所产电能进行储存与利用。优选地，所述第一纳米流体箱和第二纳米流体箱上均设有纳米流体添加口。优选地，所述第一纳米流体箱中的第一纳米流体为平均粒径为15nm的二氧化硅纳米颗粒配制的稳定悬浮液。优选地，所述第二纳米流体箱中的第二纳米流体为平均粒径为20nm的铜纳米颗粒配制成的稳定悬浮液。有益效果：本专利技术提供一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，将太阳能光电利用和光热利用有机地结合起来，不仅解决了太阳能电池板的温升问题，还能将太阳辐射产生的余热利用起来，从而提高对太阳能的综合利用效率,此外由于纳米流体对太阳辐射有着选择性吸收特性，其可将近红外以及红外辐射几乎完全吸收，进一步提高了太阳能电池光电转换效率。附图说明图1是本专利技术分离流道式PV/T系统原理图。图2是PV/T集热板简图。图中：PV/T集热板1、PV板1-1、滤光流道1-2、背板散热流道1-3、空气夹层1-4、保温层1-5、玻璃板1-6、纳米流体进口1-7、纳米流体出口1-8、换热水箱2、第一纳米流体箱3、第二纳米流体箱4、第一蠕动泵5、第二蠕动泵6、第一流量计7、第二流量计8、第一热电偶9、第二热电偶10、第一管道11、第二管道12、冷水箱13、冷水管道14、第三蠕动泵15、第四蠕动泵16、热水管道17、水阀18、纳米流体添加口19。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。如图1-2所示，一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，包括PV/T（光伏光热一体化）集热板1、换热水箱2、第一纳米流体箱3、第二纳米流体箱4、第一蠕动泵5、第二蠕动泵6、第一流量计7、第二流量计8、第一热电偶9、第二热电偶10、第一管道11、第二管道12、冷水箱13、冷水管道14、第三蠕动泵15、第四蠕动泵16、热水管道17；其中，所述PV/T集热板1、换热水箱2、第一纳米流体箱3、第一蠕动泵5、第一流量计7和第一热电偶9通过第一管道11按顺序连接形成循环，所述PV/T集热板1、换热水箱2、第二纳米流体箱4、第二蠕动泵6、第二热电偶10和第二流量计8通过第二管道12按顺序连接形成循环，所述冷水箱13通过第三蠕动泵15由冷水管道14连通换热水箱2，所述换热水箱2通过第四蠕动泵16由热水管道17与生活热水端连通，所述换热水箱2下端通过水阀18连通出水口，所述第一流量计7和第一蠕动泵5之间以及第二蠕动泵6和第二热电偶10之间均设有一水阀18(此处水阀的作用是更换纳米流体时，便于将管道中的纳米流体排放干净)。优选地，所述PV/T集热板1包括PV板1-1、滤光流道1-2、背板散热流道1-3、空气夹层1-4、纳米流体进口1-7、纳米流体出口1-8和保温层1-5，所述滤光流道1-2由上、下两块高透光石英玻璃板1-6作为流道壁面（玻璃板具有良好的透光性能和防水性能，故选用玻璃板作为流道壁面），所述PV板1-1设置在滤光流道1-2下方，且滤光流道1-2与PV板1-1之间设有空气夹层1-4（由于滤光流道1-2吸收很大一部分太阳能并转换为热能，为了避免滤光流道1-2的的热量传递到PV板1-1表面故设置空气夹层1-4），所述PV板1-1下方设有背板散热流道1-3，所述背板散热流道1-3的下方设有保温层1-5（可以防止背板散热流道1-3吸收的热量向外部环境散失。），所述滤光流道1-2的两端进出口通过第一管道11分别连接第一热电偶9和换热水箱2，所述背板散热流道1-3的两端进出口通过第二管道12分别与第二流量计8和换热水箱2连接，所述PV板1-1（光伏板）与光电单元连接，用于对PV板所产电能进行储存与利用。优选地，所述第一纳米流体箱3和第二纳米流体箱4上均设有纳米流体添加口。优选地，所述第一纳米流体箱3中的第一纳米流体为平均粒径为15nm的二氧化硅纳米颗粒配制的稳定悬浮液。优选地，所述第二纳米流体箱4中的第二纳米流体为平均粒径为20nm的铜纳米颗粒配制成的稳定悬浮液。本专利技术的工作原理如下：本专利技术中第一纳米流体箱3中第一纳米流体采用15nm二氧化硅（SiO2）纳米颗粒配制的稳定悬浮液，第二纳米流体箱4中第二纳米流体采用20nm铜（Cu）纳米颗粒配制成的稳定悬浮液，前者具有优良的辐射分频特性，后者则具有优良的导热特性；第一纳米流体经过第一蠕动泵5在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，其特征在于，包括PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第二纳米流体箱、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一流量计、第二流量计、第一热电偶、第二热电偶、第一管道、第二管道、冷水箱、冷水管道、第三蠕动泵、第四蠕动泵、 热水管道；其中，所述PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第一蠕动泵、第一流量计和第一热电偶通过第一管道按顺序连接形成循环，所述PV/T集热板、换热水箱、第二纳米流体箱、第二蠕动泵、第二热电偶和第二流量计通过第二管道按顺序连接形成循环，所述冷水箱通过第三蠕动泵由冷水管道连通换热水箱，所述换热水箱通过第四蠕动泵由热水管道与生活热水端连通，所述换热水箱下端通过水阀连通出水口，所述第一流量计和第一蠕动泵之间以及第二蠕动泵和第二热电偶之间均设有一水阀。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，其特征在于，包括PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第二纳米流体箱、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一流量计、第二流量计、第一热电偶、第二热电偶、第一管道、第二管道、冷水箱、冷水管道、第三蠕动泵、第四蠕动泵、热水管道；其中，所述PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第一蠕动泵、第一流量计和第一热电偶通过第一管道按顺序连接形成循环，所述PV/T集热板、换热水箱、第二纳米流体箱、第二蠕动泵、第二热电偶和第二流量计通过第二管道按顺序连接形成循环，所述冷水箱通过第三蠕动泵由冷水管道连通换热水箱，所述换热水箱通过第四蠕动泵由热水管道与生活热水端连通，所述换热水箱下端通过水阀连通出水口，所述第一流量计和第一蠕动泵之间以及第二蠕动泵和第二热电偶之间均设有一水阀。2.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，其特征在于，所述PV/T集热板包括PV板、滤光流道、背板散热流道、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华锋，张超，王喜炜，王光清，陈建豪，黄子强，彭俊，罗朋，白建波，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32