[实用新型]基于背面集热式光伏组件的热电供应装置

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及基于背面集热式光伏组件的热电供应装置。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型的设计原理为：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。本实用新型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。