[发明专利]一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能转换装置，尤其涉及一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管。

背景技术

在各种新能源及可再生能源的利用中，太阳能是最受人关注且应用研究最多的一种能源。太阳能利用方式主要有光热转换及光电转换两种，目前这两种太阳能转化利用技术已经相对比较成熟，且部分技术已经大规模产业化，并且产生了良好的经济和社会效益。在实际的应用中发现，标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为12％～17％，即照射到电池表面上的太阳能大约有80％左右能量将会转化成为热能，从而造成电池温度升高，导致电池光电转化效率下降。为了使光伏电池光电转化效率保持较高水平，太阳能光伏光热一体化技术应运而生，将光伏组件与太阳能集热器结合起来，同时产生电、热两种能量收益，提高了太阳能的综合利用效率。

目前的太阳能光伏光热一体化技术主要集中在太阳能光伏电池板背面敷设各种形式的流体通道带走热量以降低电池温度，并对这部分热能加以利用，目前这种技术普遍存在换热效率较低的缺陷。

在改进的技术方案中，采用了圆柱形柱体作为吸热内管的形状，在部分表面，尤其是面对阳光的一侧覆盖光伏电池实现发电和加热的一体化功能，但是存在有效采光的面积小，热转换效率底下的问题。

本发明在思路上通过改变吸热内管的形状，将以便的半弧形调整为平面，这样改变吸热内关的界面为半圆形，保持与吸热基板的良好接触，确保热传递，保证加热效果，同时可以增大采光表面积，通过在吸热基板的表面平铺覆盖太阳能电池，从而提高发电效率。

因此，有必要对现有技术进行改进以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一套新型的高效太阳能真空管，可以改变吸热内管的截面形状，增加有效传热接触面积，通过设置吸热基板并覆盖太阳能光伏电池的方式增加光伏发电的采光面积，提高热转换效率，最终实现整体装置的热转换效率的提高。

为实现上述目的，本发明提供了一种带有半圆柱吸热内管的高效太阳能真空管，具体技术方案如下：

本发明公开的高效太阳能真空管包括吸热内管、换热管、吸热基板、太阳能电池、电源线、太阳能玻璃外管、真空阀以及密封挡板。

进一步的，吸热内管是截面为半圆形的柱状体，吸热内管内设置吸热介质流通管道，吸热内管截面设计成半圆形，主要是确保吸热内管表面具有平面，作为与吸热基板的接触面，保证传热效果。

进一步的，吸热基板覆盖在吸热内管的平表面上，吸热基板与吸热内管的平表面通过焊接紧密连接，吸热基板平面的面积大于吸热内管的平表面面积，吸热基板与吸热内管的平表面具有连接的表面为下表面。

进一步的，吸热基板的上表面上覆盖有太阳能电池。

进一步的，吸热内管靠近端头处设有电源输出接口，连接有电源线。

进一步的，太阳能玻璃外管为透明外管，太阳能玻璃外管内部抽真空。

进一步的，真空阀设置在太阳能玻璃外管的顶端设置。

进一步的，换热管与吸热内管通过焊接方式连接，换热管的内部腔体与吸热内管的内部腔体相通，形成封闭的整体腔体；密封挡板设置在太阳能玻璃外管靠近换热管的端部。

进一步的，太阳能电池的整体长度等于吸热基板的长度，与吸热内管的有效吸热长度相等。

进一步的，太阳能电池完全暴露于太阳光下。

进一步的，太阳能电池的材料为晶体硅电池和/或薄膜电池。

进一步的，晶体硅电池包括单晶和/或多晶硅电池；薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、碲化镉太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、砷化镓太阳电池和/或纳米二氧化钛染料敏化太阳电池。

进一步的，吸热内管的材料为金属材料，优选铜。

进一步的，吸热基板的材料为金属材料，优选铝。

进一步的，密封挡板包括中心吸热管穿孔和电源线穿孔，吸热管穿孔设置为让吸热内管穿过，电源线穿孔设置为让电源线穿过。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明开发的高效太阳能真空管换热效率高，实现了太阳能光伏光热一体化。

2、太阳能真空管换结构清晰，制造成本低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明一个较佳实施例的高效太阳能真空管结构示意图；

图2为本发明一个较佳实施例的吸热内管和吸热基板的结构示意图；