太阳能光热系统技术方案

本发明专利技术揭示一种太阳能光热系统，其结合太阳能集热组件与太阳能电池组件两者，使太阳能的利用更有效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能光热系统
本申请案有关一种太阳能光热系统，特别是一种具有集光腔室的太阳能集热组件与具有双玻太阳能电池组件的整合系统。
技术介绍
太阳能为目前最受欢迎的环保能源。一般而言，太阳能的利用方式主要有两种，第一种方式是以太阳能集热器直接吸收太阳光的辐射热，第二种方式是利用太阳能电池的光伏效应将太阳能转换为电能。目前的太阳能集热器最广泛的应用为太阳能热水器，其通常是藉由聚光反射板或真空集热管将太阳光导向水管，使太阳光的光学能转换为热能以加热管中冷水。太阳能电池组件通常为玻璃、聚乙烯醋酸乙烯酯(ethyleneVinylAcetate，EVA)、光电组件及太阳能背板之多层结构，再加上由铝、镀锌钢板、木材或合成材料(例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯橡胶等)制得的外框、接线盒、导线、蓄电池等周边构件组合而成。在阳光照射下，太阳能电池组件会藉由光电效应输出一定之工作电压及工作电流。然而，由于太阳能电池组件效率有限，有大部分太阳能将被转换成热能而累积在太阳能组件中，导致太阳能组件温度升高，造成太阳能电池组件的故障以及总体输出功率下降。若能将太阳能电池组件与太阳能集热器整合，形成太阳能光热系统，则不但可更有效的利用太阳能，亦可有效降低太阳能组件所累积的热能，避免上述问题的产生。此外，将太阳能电池组件与太阳能集热器整合形成太阳能光热系统，亦可减少部分材料的使用而产生经济效益。本申请案即提供一种高效率及高可靠性的太阳能光热系统。
技术实现思路
本专利技术之一目的为提供一种太阳能光热系统，其包含：一太阳能电池组件，其包含透明玻璃前盖、透明封装材料、透明玻璃背板及被所述透明封装材料包覆的光电组件，各光电组件间具有足以使光透过的间隔；复数个反光器，其位于太阳能电池组件之透明玻璃背板下方；及一反光板，其位于所述太阳能电池组件及所述反光器下方，并与两相邻之反光器及所述之透明玻璃背板形成一集光腔室；及一热交换器，其位于所述集光腔室中。附图说明图1为本专利技术之太阳能光热系统的俯视示意图，其中3为光电组件，5为热交换器，箭头为流体流动方向。图2为本专利技术之太阳能光热系统的剖面示意图，其中1为透明玻璃前盖，2为透明封装材料，3为光电组件，4为透明玻璃背板，5为热交换器，6为反光器且7为反光板，6及7所围成的空间形成一集光腔室。图3至图5为本专利技术中长波段光反射层之不同实例的光波长-光穿透率数据图，其所选用之长波段光反射层分别为银薄膜/氧化锌镓(GZO)薄膜/银薄膜之多层结构(图3)、银薄膜/氧化锌镓薄膜/氧化锌铝(AZO)薄膜/氧化锌镓薄膜/银薄膜之多层结构(GZO/AZO/GZO)(图4)、及氧化锌镓(GZO)及氧化锌铝之重复层结构(GZO/AZO/GZO/AZO/GZO/AZO/GZO/AZO/GZO/AZO/GZO)(图5)。具体实施方式于本文中，除非特别限定，单数形之用语(例如「一」)亦包括其复数形。本文中任何及所有实施例及例示性用语(如「例如」)目的仅为了更加突显本专利技术，并非针对本专利技术的范围构成限制，本案说明书中的用语不应被视为暗示任何未请求的组件可构成实施本专利技术时的必要组件。本专利技术之一目的为提供一种太阳能光热系统，其包含：一太阳能电池组件，其包含透明玻璃前盖、透明封装材料、透明玻璃背板及被所述透明封装材料包覆的光电组件，各光电组件间具有足以使光透过的间隔；复数个反光器，其位于太阳能电池组件之透明玻璃背板下方；及一反光板，其位于所述太阳能电池组件及所述反光器下方，并与两相邻之反光器及所述之透明玻璃背板形成一集光腔室；及一热交换器，其位于所述集光腔室中。以下针对本专利技术之太阳能光热系统之各部分及技术特征做进一步的说明。太阳能电池组件部分本专利技术的太阳能电池组件可为任何种类的太阳能组件。除了前述的前盖、封装材料、光电组件、背板外，本专利技术的太阳能电池组件尚包括外框、接线盒、导线、蓄电池等周边构件。由于前述周边构件均可使用公知的技术制造，因此在本申请案中不再详述。本专利技术的太阳能电池组件所使用的前盖无特殊限制，通常使用低反射的透明玻璃板，以提供足够的透光性以及抗压、抗张及硬度等机械强度，并阻绝水气进入太阳能电池组件内部。本专利技术的太阳能电池组件所使用的封装材料主要是用以固定太阳能电池的光电组件并对其提供物理上的保护，例如抗冲击及防止水气进入等。本专利技术之太阳能电池组件中的封装层可使用任何公知的材料，目前聚乙烯醋酸乙烯酯(EthyleneVinylAcetate；EVA)为使用最为广泛的太阳能电池板封装材料。EVA为一种热固性树脂，其固化后具有高透光、耐热、耐低温、抗湿、耐候等特性，且其与金属、玻璃及塑料均有良好的接着性，又具有一定的弹性、耐冲击性及热传导性，因此为理想的太阳能电池封装材料。本专利技术的太阳能电池组件中的光电组件并无特别限制，可为各种形式的光电组件，例如硅晶光电组件、薄膜光电组件、染料光敏化光电组件等。本专利技术的太阳能光热系统中，应有至少一部份的照射面积不为光电组件所覆盖，使光线得以透过太阳能电池组件至其底部的集光腔室，加热热交换器中的流体。光电组件的覆盖面积比例，可依据如光电组件转换效率、日照时间、日照强度及电力热量需求比例等具体实施条件调整。一般来说，覆盖面积比例介于30％至80％之间均为合适，优选为40％至60％之间。在一个具体实施例中，本专利技术的太阳能光热系统具有如图1的太阳能电池组件与热交换器配置。在本专利技术的一个具体实施例中，太阳能电池组件中的光电组件可为双面的光电组件，例如日本SANYO公司的HIT以充分利用由集光腔室反射向回光电组件的光学能。本专利技术的太阳能电池组件中的背板部分因为同时做为集光腔室的顶盖，因此需具备特殊的性质。首先，背板必须是透明的，使光线得以进入集光腔室。其次，因为背板仅靠外框及反光器支撑，其大部分面积为悬空，因此必须具备优异的机械性质。一般来说，合适的背板材料应具有至少约120MPa的抗压强度(compressiveStrength)、至少约120MPa的抗弯强度(bendingstrength)及至少约90MPa的抗拉强度(tensilestrength)。本专利技术中的玻璃背板可使用一种新型式的物理钢化玻璃，其可藉由气动加热及冷却之处理程序制得。详言之，此种物理钢化玻璃可在约600℃至约750℃，较佳为630℃至约700℃的气动加热钢化炉(例如李赛克公司(LiSEC)生产的平板钢化炉(flatbedtemperingfurnace)中加热，再经由例如空气喷嘴使其急速冷却而制得。本文中，术语「气动加热」是指物体与空气或其它气体作高速相对运动时所产生的高温气体对物体的传热过程。由于以气动加热方式钢化玻璃时，玻璃与钢化炉不直接接触，因此不会造成玻璃的变形，WSG而能适用较薄的玻璃。更详细的物理钢化玻璃的制法可参考中国专利第201110198526.1号申请案的内容。至于公知的太阳能电池背板，其多半为聚氟乙烯(例如美国杜邦公司的)，无法达到以上机械性质的要求，因此不适合用于本专利技术中。又，一般的玻璃亦无法达到以上机械性质的要求(例如一般玻璃仅有约40MPa的抗拉强度)，因此无法适用于本专利技术。此外，一般物理钢化玻璃虽然可能具有足够的机械性质，但是为了避免产生变形，其厚度一般来说必须在3毫米以上，此会造成重量的增加，不但造成反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光热系统，其包含：一太阳能电池组件，其包含透明玻璃前盖、透明封装材料、透明玻璃背板及被所述透明封装材料包覆的光电组件；复数个反光器，其位于太阳能电池组件之透明玻璃背板下方；及一反光板，其位于所述太阳能电池组件及所述反光器下方，并与两相邻之反光器及所述之透明玻璃背板形成一集光腔室；及一热交换器，其位于所述集光腔室中。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热系统，其包含：一太阳能电池组件，其包含透明玻璃前盖、透明封装材料、透明玻璃背板及被所述透明封装材料包覆的光电组件；复数个反光器，其位于太阳能电池组件的透明玻璃背板下方；及一反光板，其位于所述太阳能电池组件及所述反光器下方，并与两相邻的反光器及所述透明玻璃背板形成一集光腔室；及一热交换器，其位于所述集光腔室中；其中至少一部份的照射面积不为光电组件所覆盖，使光线得以透过所述太阳能电池组件至其底部的所述集光腔室，加热所述热交换器中的流体，且覆盖面积比例介于30％至80％之间。2.根据权利要求1所述的太阳能光热系统，其中所述透明玻璃背板为物理钢化玻璃。3.根据权利要求2所述的太阳能光热系统，其中所述物理钢化玻璃具有120MPa至300MPa的抗压强度、120MPa至300MPa的抗弯强度及90MPa至180MPa的抗拉强度。4.根据权利要求1所述的太阳能光热系统，其中所述透明玻璃背板于所述集光腔室的表面上覆有一长波段光反射层。5.根据权利要求4所述的太阳能光热系统，其中所述长波段光反射层为高反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金锡，林金汉，林于庭，
申请(专利权)人：常州亚玛顿股份有限公司，
类型：发明
国别省市：