[发明专利]一种光伏光热一体化组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术和太阳能光热利用技术，涉尤其及一种光伏光热一体化组件。

背景技术

光伏光热一体化组件是一个可以同时输出电能和热能的双生能组件，通常是根据半导体制成的太阳能电池与太阳能吸热板对太阳光谱波长不同的吸收范围，利用二者相结合的方法，使得太阳光谱在整个波长范围内可以得到最大程度的吸收，并通过能量回收装置来有效地利用太阳能。

在传统的光伏光热一体化组件结构中，因为太阳能电池片中的热能主要产生于背面，同时出于充分利用能量的目的，一般将吸热板和换热管都布置与太阳能电池片的背侧，在正面不加布置或通过安装双层玻璃等手段提供一定的保温功能。然而，这样不但会有一部分热能从光伏光热一体化组件的正面逸散到空气中，并且使太阳能电池片的温度升高很多，致使发电效率下降超过10%，阻碍组件整体综合利用效率的提升。

聚光型的光伏光热一体化组件是利用聚光的方式来减小太阳能电池的工作面积，进而降低了系统的成本。但是，不论槽式聚光方式、复合抛物面聚光方式、平面镜反射聚光方式还是菲涅尔透镜聚光方式，结构都较为复杂，附加耗材多而价格昂贵，尤其是透镜部分，在一定程度上限制了其应用前景。

为了解决现有光伏光热一体化组件中正面的热耗散和聚光组件的价格昂贵问题，有必要对现有光伏光热一体化组件结构进行改进以提升其综合利用效率和促进其推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种光伏光热一体化组件通过优化结构以提升组件在实际工作条件下的综合能量利用率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种光伏光热一体化组件，包括：水透镜结构、透明盖板、太阳能电池片、密封层、基板、换热管和保温层；所述太阳能电池片，置于所述密封层中；所述密封层上方紧贴所述透明盖板，所述透明盖板上方是所述水透镜结构；所述密封层下方紧贴所述基板，所述基板下方紧贴所述换热管；所述保温层包覆所述基板背面和所述换热管。

作为本发明的优选方案，所述水透镜结构由具有支撑保护作用的透明外壳和位于所述透明外壳内的具有聚光与吸热作用的工质通路组成，采用具有聚光作用的形状，聚光范围大于所述太阳能电池片边长且小于所述太阳能电池片边长的2倍。

作为本发明的优选方案，所述水透镜结构的透明外壳截面呈透镜状或半圆形状。

作为本发明的优选方案，，所述水透镜结构的透明外壳采用透光率大于0.85的材料，厚度在3mm~20mm之间。

作为本发明的优选方案，所述水透镜结构的工质层流流动，采用透光率大于0.9的流体。

作为本发明的优选方案，所述光伏光热一体化组件包括多片所述太阳能电池片和多个所述水透镜结构，多片所述太阳能电池片阵列排布，每个所述水透镜结构位于每片所述太阳能电池片上；所述水透镜结构各行或各列通路的中轴线与下方所述太阳能电池片各行或各列的中轴线位于同一竖直面内。

作为本发明的优选方案，多片所述太阳能电池片串联连接，且多片所述太阳能电池片电池片的列与列之间或行与行之间并联有二极管。

作为本发明的优选方案，所述密封层由上下两层密封胶膜组成，所述两层密封胶膜分别紧贴所述太阳能电池片的上下两面。

作为本发明的优选方案，所述基板包括背板和/或吸热板。

作为本发明的优选方案，所述换热管的排布方式为直通路或蛇形。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的光伏光热一体化组件在传统平板式水冷光伏光热一体化组件的基础上添加水透镜结构，一方面通过水透镜结构的聚光作用，提升太阳能电池表面入射辐射的强度，有利于太阳能电池片光电转换效率的提升；另一方面截面为空心半圆形的水透镜结构中间通有层流流动的换热工质水，将太阳能电池片上表面的部分热量带走，既可以在一定程度上降低太阳能电池温度而利于提高太阳能电池片光电转换效率和延长太阳能电池片使用寿命，又可以将一部分会逸散到环境中的热能收集带走，提高了组件整体的能量综合利用率。本发明中采用的水透镜结构与其它聚光型光伏光热一体化组件中的附加耗材相比结构更加简单，造价相对低廉，有利于组件的市场推广。

附图说明

图1是本发明光伏光热一体化组件结构示意简图。

图2是实施例一中光伏光热一体化组件结构的示意图。

图3是实施例二中光伏光热一体化组件结构的示意图。

具体实施方式