本实用新型专利技术公开了基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，解决了现有的光伏组件发电效率低，集热结构的传热介质在传热过程中传热效率低，热电未高效利用的问题。本实用新型专利技术包括光伏组件、集热板、恒温水箱和支撑架，所述光伏组件和集热板安装在所述支撑架上，所述集热板与所述光伏组件的导热边框连接，所述集热板、导热边框与所述光伏组件的背面围合形成中空的换热空间，所述通风管道连接在所述集热板的背面并与所述换热空间连通，所述通风管道的进气口安装鼓风机，所述通风管道的出气口设置空气源热泵，所述空气源热泵连接恒温水箱。本实用新型专利技术具有发电效率高、集热快、换热效率高、热电利用率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
基于背面集热式光伏组件的热电供应装置
本技术涉及光伏
，具体涉及基于背面集热式光伏组件的热电供应装置。
技术介绍
单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成光伏组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部件，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。目前太阳能的应用方式主要有两种，一种是光伏发电，一种是光热利用。光伏发电的效率比较低，大约只有20％左右，其余的能量多数以热能的形式存在。光伏板表面所积蓄的高温热能对光伏发电没有益处，反而会降低光伏发电的效率。另外一方面，如果对这些热能加以引导和利用，除了可以提高光伏发电的效率，还可以在光伏发电基础上增加光热利用的价值，从而提高太阳能的整体利用率。为了将光伏组件发电产生的热量进行收集，出现了在光伏组件背板上设置集热设备，如专利CN205657071U在光伏组件的背板与若干路导热管或换热腔贴合，或者由光伏组件的背板紧密贴合带有夹层管路或夹层腔体的导热板，或者在光伏组件的背板内部或者背板后表面设置一体化的导热管或者换热腔，并在导热管中通入水等传热介质，换热腔内表面设有螺纹、肋条或者内翅片。这样在吸收了热量之后温度升高，该水用来供暖或者提供热水供用户使用，从而实现了对光伏组件发电散失热量的收集和利用，但是在上述专利中，光伏组件的背面贴合换热腔，即换热腔的一面与光伏组件贴合，热量先传输给换热腔的上表面再传给换热腔中的传热介质和换热腔的下表面，传热效率较低，并且热电并没有高效地进行利用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：现有的光伏组件发电效率低，集热结构的传热介质在传热过程中传热效率低，热电未高效利用。本技术提供了解决上述问题的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置。本技术通过下述技术方案实现：基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，包括光伏组件、集热板、恒温水箱和支撑架，所述光伏组件和集热板安装在所述支撑架上，所述集热板与所述光伏组件的导热边框连接，所述集热板、导热边框与所述光伏组件的背面围合形成中空的换热空间，所述通风管道连接在所述集热板的背面并与所述换热空间连通，所述通风管道的进气口安装鼓风机，所述通风管道的出气口设置空气源热泵，所述空气源热泵连接恒温水箱。本技术的设计原理为：在光伏组件具有导热边框，集热板与导热边框连接，这样可形成一个以光伏组件的背面和集热板为上下底面、导热边框为侧壁的换热空腔，通过通风管道连通换热空间，用鼓风机鼓入外部空气，当光伏组件在发电过程中产生热量时，热量一方面会沿导热边框向与导热边框连接的集热板传热，另一方面是通过光伏组件的背板直接向换热空腔传导，而当外部空气在换热空腔中流通时，一方面会直接带走光伏组件背板发出的热，另一方面会带走由铝边框传递到集热板上的热，这样直接用光伏组件的背板和集热板及导热边框组成的换热空腔相比在光伏组件的背板上贴合换热空腔的情况来说，它无需将光伏组件的背板上的热量先传递给换热空腔的上表面，再传给换热空腔中流通的气体而是直接由光伏组件的背板与气体接触，传热效率更高。本技术的空气源热泵以吸收了光伏组件的热源的热空气为直接介质，无结晶现象，有效地提高了空气源的热转换效率，由于热能迅速导走，光伏组件的发电效率。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述光伏组件和集热板倾斜安装在所述支撑架上，所述通风管包括设置在所述集热板的倾斜下端的下通风管和设置在所述集热板的倾斜上端的上通风管，所述上通风管和所述下通风管相互连通，所述鼓风机安装在所述下通风管的进气口，所述上通风管上连通向下的竖直通风管，所述空气源热泵安装在所述上通风管的出气口，将鼓风机安装在集热板倾斜面的下端，当空气鼓入之后，在受到光伏组件的背板和热传递温度升高之后，热空气会由于密度增大而向上运动，因此，热空气会沿着换热空腔从下端向上端运动加之鼓入空气的推动会加速该运动，再者空气源热泵有利于将热空气吸走，从而使得在换热空腔中流动的空气会快速带走光伏组件背面和集热板上的热量。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述空气源热泵的出水口连接所述恒温水箱的进水口，所述空气源热泵的进水口连接所述恒温水箱的出水口，且在所述空气源热泵的进水口与所述恒温水箱的出水口之间设置循环水泵，这样可以使得空气源热泵对恒温水箱中的水循环加热，保持水温。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述光伏组件发电通过并光伏并网逆变器为所述空气源热泵、循环水泵供电，余电用于上网，有效地实现热电联供。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述光伏组件包括多个串联和并联的太阳电池单体，每个所述太阳电池单体后面设置所述集热板，所述集热板的背面设置通孔，所述通风管通过通孔与所述集热板连接。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述集热板与所述光伏组件的导热边框通过高温硅胶密封连接。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述集热板的材质为铝塑板。本技术优选的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，所述导热边框为铝边框。本技术具有如下的优点和有益效果：1、本技术通过在光伏组件的背面直接密封连接集热板形成换热空腔，所述集热板的背部连通通风管，当通风管中通入空气时，会将光伏组件背面的热量和传递到集热板上的热量导走，散热快，而且热量能通过空气源热泵用于对水进行加热，实现了热量传导和利用，且传热快，热的利用率高；2、本技术通过光伏组件所发的电一方面为空气源热泵、循环水泵供电，余电则用于上网，有效地实现热电联供。3、本技术在夏季通过空气源系统吸收组件背面热量，有利的提高了光伏组件的发电效率约10％以上，在冬季空气源系统以空气作为直接介质无结晶现象，有效的提高了空气源热转换效率4倍以上。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术的右视结构示意图。图2为本技术的正视结构示意图。图3为本技术热电供应示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-光伏组件，2-集热板，3-支撑架，4-换热空间，5-导热边框，6-通风管道，60-下通风管，61-上通风管，62-竖直通风管，63-U形通风管，64-连接管，7-鼓风机，8-空气源热泵，9-循环水泵，10-恒温水箱。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例1如图1和图2所示，基于背面集热式光伏组件1的热电供应装置，本实施例是3KW的系统模型，采用2串6并的方式进行排列，包括12块太阳电池单体和12块铝塑材质的集热板2，所述光伏组件1和集热板2倾斜安装在支撑架3上形成一定的倾斜角，倾斜角根据充分接收太阳光照来确定，所述集热板2与所述光伏组件1的导热边框5连接，所述集热板2、导热边框5与所述光伏组件1的背面围合形成中空的换热空间4，每个所述集热板2上均设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，包括光伏组件(1)、集热板(2)、恒温水箱(10)和支撑架(3)，所述光伏组件(1)和集热板(2)安装在所述支撑架(3)上，其特征在于，所述集热板(2)与所述光伏组件(1)的导热边框(5)连接，所述集热板(2)、导热边框(5)与所述光伏组件(1)的背面围合形成中空的换热空间(4)，通风管道(6)连接在所述集热板(2)的背面并与所述换热空间(4)连通，所述通风管道(6)的进气口安装鼓风机(7)，所述通风管道(6)的出气口设置空气源热泵(8)，所述空气源热泵(8)连接恒温水箱(10)。
【技术特征摘要】
1.基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，包括光伏组件(1)、集热板(2)、恒温水箱(10)和支撑架(3)，所述光伏组件(1)和集热板(2)安装在所述支撑架(3)上，其特征在于，所述集热板(2)与所述光伏组件(1)的导热边框(5)连接，所述集热板(2)、导热边框(5)与所述光伏组件(1)的背面围合形成中空的换热空间(4)，通风管道(6)连接在所述集热板(2)的背面并与所述换热空间(4)连通，所述通风管道(6)的进气口安装鼓风机(7)，所述通风管道(6)的出气口设置空气源热泵(8)，所述空气源热泵(8)连接恒温水箱(10)。2.根据权利要求1所述的基于背面集热式光伏组件的热电供应装置，其特征在于，所述光伏组件(1)和集热板(2)倾斜安装在所述支撑架(3)上，所述通风管包括设置在所述集热板(2)的倾斜下端的下通风管(60)和设置在所述集热板(2)的倾斜上端的上通风管(61)，所述上通风管(61)和所述下通风管(60)相互连通，所述鼓风机(7)安装在所述下通风管(60)的进气口，所述上通风管(61)上连通向下的竖直通风管(62)，所述空气源热泵(8)安装在所述竖直通风管(62)的出气口。3.根据权利要求1或2所述的基于背面集热...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈骏，
申请(专利权)人：四川双绿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51
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