[实用新型]一种高效节能太阳能集热保温部件

说明书

技术领域

本实用新型涉及为太阳能应用技术，特别是一种低成本高效节能的太阳能集热保温部件。

背景技术

目前太阳能应用中有光热和光电两种，在光热应用中，一般采用平板型太阳能集热器；在光电应用中，一般使用于PVT组件（光电光热一体的组件）。

传统的平板型集热器主要有以下的部件：玻璃、涂层、吸热板（简称板芯）、保温层、背面板、边框。玻璃透过阳光，玻璃与吸热板之间的距离一般为3.2mm左右的空气保温层。在吸热板上涂有涂层，这种涂层既可使吸热面板吸收更多的太阳能辐射，又可减少吸热板向环境的辐射散热损失。吸热板后面是保温层，保温层主要是减少集热器向四周环境的散热，以提高集热器的热效率。常用的保温材料一般采用：岩棉、矿棉、聚苯乙烯、聚氨脂等，底部保温层一般3—5cm厚。背面板一般采用铝合金、钢材等。边框组成一个整体并保持有一定的刚度和强度便于安装。这种结构的组件非常厚，大约在8～10cm厚，笨重不美观；且在制作过程中耗费大量的金属、保温材料和能耗（如焊接）。

在光电应用中，目前大量使用的是晶体硅太阳能电池，众所周知，晶体硅电池的发电效率会随温度升高下降，具体的为：温度每升高1℃效率下降3%～6%。在基于传统的太阳能电池组件结构上，添加一个表面平整度很高，成本很低，安装方便的光热部分是实现太阳能发电系统的光电光热系统综合应用的关键。

发明内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种低成本的高效节能型太阳能集热保温部件，可以充分满足太阳能平板集热器和PVT组件的应用，在平板集热器方面，本实用新型将太阳能平板集热器中的涂层、板芯、保温层、背面板功能集于一体，既节约了材料，又简化了制作工艺，大大减少了生产中的物料及能耗；在PVT组件方面，提供了一个表面平整度高、导热快、成本低、安装方便的光热部件。

本实用新型的技术方案如下：

一种高效节能型太阳能集热保温部件，其特征在于：包括用于接受太阳能辐射或者其它热传导的金属集热交换层和用于形成介质流道及起保温作用的塑料成型件，金属集热交换层呈平板状，塑料成型件上均匀设置有相互间隔的平面板和向外凸起的介质流槽，金属集热交换层与塑料成型件的平面板之间通过连接件固定，金属集热交换层与塑料成型件的平面板之间的连接处还通过密封粘接层粘接密封，金属集热交换层与塑料成型件通过密封粘接层粘接和连接件紧固后成一个整体，介质流槽、密封粘接层和金属集热交换层之间形成多个独立的介质流通道。

金属集热交换层外还可以设置选择性吸收涂层，用于吸收太阳辐射能。

根据吸收太阳光的原理和涂层的构造不同，可将选择性吸收涂层分为四类：

（1）半导体涂层

半导体涂层是利用半导体物质的电子结构中适当能隙Eg，吸收能量大于Eg的太阳辐射光子，从而使材料的价电子产生跃迁进入导带，而对能量小于Eg的光子透过。所以要求半导体物质能隙最好为0.62ev（1ev=1.602×10-19J），即9.939×10-20J。它吸收可见光而不吸收红外线，Si、Ge是最常见的半导体材料。过渡金属的氧化物、硫化物都属化合物半导体，如黑铬（Cr_xO_y）、黑镍（NiS-ZnS）、氧化铜黑（Cu_xO_y）和氧化铁（Fe₃O₄）等。

（2）光干涉涂层

光干涉涂层利用了光的干涉原理，是由非吸收的介质膜与吸收复合膜、金属底材或底层薄膜组成，并严格控制每层膜的折射率和厚度，使其对可见光谱区产生破坏性的干涉效应，降低对太阳光波长中心部分的反射率，在可见光谱区产生一个宽阔的吸收峰，如Al₂O₃-Mox-Al₂O₃（AMA）三层膜，AlN-Al/Al八层膜，OCLI多层膜等。

（3）米氏散射涂层

米氏散射涂层是根据有效的媒质理论，利用在母体中细分散的金属粒子，对可见光的不同波长级光子产生多次散射和内反射而将其吸收。金属粒子和氧化物的共析涂层，如Co-Al₂O₃涂层、Al-Al₂O₃涂层、Au-Al₂O₃涂层和黑镍等属于此类。

（4）多孔涂层