專利名稱：調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬太陽能利用領域，尤其是涉及太陽能光伏發(fā)電的一種調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器或集能器技術。
背景技術：
一般硅太陽電池是在一層材質(zhì)為PVC或TPT或玻璃的底板上，放置一層EVA膠膜，在EVA膠膜表面橫向和縱向排列苦干串聯(lián)或并聯(lián)的硅太陽電池片，在硅太陽電池片的表面再放上一層EVA膠膜14，再在EVA膠膜表面壓上一層玻璃面板。然后，通過專用設備邊加熱、邊抽真空，使EVA膠膜熔化，將硅太陽電池片與底板和面板固定粘接成為一個整體，最后用一圈金屬邊框?qū)⑦@一整體封邊保護起來。上述硅太陽電池存在以下問題(1)、為了避免硅太陽電池表面發(fā)生氧化腐蝕，需要設置面板、EVA膠膜、金屬邊框等大量輔助材料，還必須經(jīng)過封裝工序，因此輔助材料消耗較大，費工費時，生產(chǎn)效率不高，產(chǎn)品的成本居高不下。(2)、由于封裝過程中，EVA膠膜熔化產(chǎn)生氣泡，必須在加熱過程適時地抽真空，同時加熱溫度也必須掌握適當，然而這需要較豐富的操作經(jīng)驗，一旦操作不當，存在于硅太陽電池與面板之間的氣泡，不但使外觀難看，而且影響電池效率。如果采用自動化程度較高的封裝設備，雖然能較好地解決氣泡問題，但是，設備費用昂貴，進而使產(chǎn)品的成本加大。(3)、由于產(chǎn)品被封裝為一個整體，因此一旦產(chǎn)品的某一部分出現(xiàn)問題，整塊硅太陽電池就會全部報廢，而且無法進行更換繼續(xù)使用，影響產(chǎn)品的使用壽命。
為了對此進行改進，已公布的中國專利CN2398729Y“一種硅太陽電池”中，采用了將電池片固定在一底板上，底板裝如一透明管中，透明管的兩端密封的方法，以取得制作工藝簡單、成本低、生產(chǎn)效率高的效果。由于普通硅太陽電池板在實際應用中的陽光照射下，表面溫度通常都在攝氏50℃-60℃，由此損失的發(fā)電輸出達15-20％，由上述透明光伏管組成的集能器工作溫度極易超過90℃，輸出損失更大，而且升溫高還會加速元器件的老化，使集能器使用壽命下降，因此，需要進行工作溫度的調(diào)控，此外，非晶硅透明光伏管集能器在低溫中的發(fā)電輸出大為減少，環(huán)境溫度低于-10℃時損失的發(fā)電輸出可達10％以上，也需要進行工作溫度的調(diào)控。
除此之外，透明光伏管混合集熱器的一個致命弱點是易產(chǎn)生積塵且不易清除，這樣便嚴重影響了集能器的實際采光效率，特別是當反射板積塵后，便相當于玻璃管混合集能器實際工作面積的大幅下降，造成輸出功率下降；直接用混合透明光伏管制成混合集熱器，生產(chǎn)與安裝使用中玻璃常易損，成本較高，因此，為了提高透明光伏管混合集熱器的工作效率、降低成本，透明光伏管混合集熱器需要進行較大的改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用制作工藝簡單、成本相對低的調(diào)溫式混合透明光伏管所制成的、透明蓋板玻璃破損后易于維修更換再利用、使用成本較低的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，使得光伏管集能器透光面上的積塵易清除，同時，為了提高硅光伏管集能器的輸出電功率，能對平板透明光伏管混合集能熱器的工作溫度進行調(diào)控，以此減緩光電部分元器件的老化，使光伏管集能器使用壽命得到提高；并且，在平板透明光伏管集能器工作溫度調(diào)節(jié)保持或日照回升至正常限定范圍內(nèi)時還能同時輸出熱能。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，采用調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，包括平板箱體，其特征在于還包括平板箱體內(nèi)的調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元，其光電部分由調(diào)溫式混合透明光伏管、導線、接線端口等組成，其光熱調(diào)溫部分由調(diào)溫介質(zhì)、調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元等組成。所述的調(diào)溫式混合透明光伏管由透明玻璃管、太陽能電池、金屬翅片式管板傳熱芯條和溫控傳感器等組成，太陽能電池設置的管腔內(nèi)可制成半真空或中空，內(nèi)充干燥空氣或惰性氣體，腔內(nèi)可置有吸濕或吸氧劑。金屬翅片式管板傳熱芯條包括經(jīng)焊接相連的吸熱翅片與金屬流道管，其中，吸熱翅片是包括平面或曲面在內(nèi)的二維吸熱翅片板、或是三維吸熱翅片體。其特征在于所述的集能器箱體內(nèi)可置有溫控傳感器。所述的光熱調(diào)溫部分可以是全部由調(diào)溫式混合透明光伏管所組成，或可由部分調(diào)溫式混合透明光伏管和部分流道式玻璃太陽集熱管共同組成。所述的調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管共同組成的光熱調(diào)溫部分可以是調(diào)溫式混合透明光伏管設置在流道式玻璃太陽集熱管的兩側。所述的光熱調(diào)溫部分的連接設置可根據(jù)各玻璃集能管的調(diào)溫介質(zhì)溫度等級進行分級調(diào)溫式串接、并接或混接；所述的分級調(diào)溫管路與水箱間的管路連接是直接連接、或是通過中間換熱或傳熱件的間接連接。所述的流道式玻璃太陽集熱管可以是金屬液體流道式或是熱管式的玻璃太陽集熱管。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于在調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器的平板箱體中采用了設置了包括調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管及聯(lián)匯單元等，組成了平板透明光伏管集能器的光電部分和光熱部分，構成了平板光伏集能器的調(diào)溫功能，使得硅光伏部分在高、低溫中的發(fā)電輸出損失大大減少，并且可減緩光電部分元器件的老化，使光伏管集能器使用壽命得到提高；同時使得透明光伏管集能器透光面上的積塵易于清除，提高了輸出功率，透光蓋板玻璃破損后易于維修更換再利用，使用成本大幅度降低，而且，在太陽能電池工作溫度調(diào)節(jié)保持或日照回升至正常限定范圍內(nèi)時，平板透明光伏管集能器還能輸出熱能。


圖1是本發(fā)明調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器實施例的結構示意圖；圖2是圖1的剖視具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳述按圖1、圖2所示，本發(fā)明調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器實施例之一包括由透光蓋板101、擠壓型材邊框102、底板103、保溫層104組成的平板箱體1、溫控傳感器2、調(diào)溫介質(zhì)3、調(diào)溫式混合透明光伏管4、聯(lián)匯單元5、管托6、接線端口7、導線8等組成，其中，調(diào)溫式混合透明光伏管4由透明玻璃管401、太陽能電池402、金屬翅片式管板傳熱芯條403和內(nèi)置溫控傳感器404等組成，溫控傳感器2、保溫層3、調(diào)溫式混合透明光伏管4設置在編平板箱體1內(nèi)，太陽能電池設置在調(diào)溫式混合透明光伏管內(nèi)，其管腔內(nèi)可制成半真空或中空，內(nèi)充干燥空氣或惰性氣體，腔內(nèi)可置有吸濕或吸氧劑，用以提高抗氧化及保溫性能。
箱體內(nèi)邊側和底板上可加設如發(fā)泡成型的PU或不成型的玻璃纖維等材料或兩者組合所構成的保溫層104，除此之外，還可以采用帶透光蓋板的整體式箱體，如采用金屬薄板壓制成型的整體式箱體座加透光蓋板與密封膠，便于箱體與透光蓋板如玻璃間及與聯(lián)匯管輸出端口的管道間可經(jīng)水汽密封膠如丁基膠密封后制成中空如內(nèi)充干燥空氣和設置吸濕劑，或可內(nèi)充隋性氣體和置有吸氧劑。
調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管包括單玻管或真空雙玻管，金屬翅片式管板傳熱芯條包括經(jīng)焊接等相連的吸熱翅片與金屬流道管，其中，吸熱翅片是包括平面或曲面在內(nèi)的二維吸熱翅片板、或是三維吸熱翅片體，如類似于中國專利ZL02264999.9中公開的三維翅片結構，其翅片面上除了安裝有太陽能電池如包括硅晶太陽能電池、非晶太陽能電池等各種不同類型的太陽能電池外，其非安裝太陽能電池的翅片面上可帶有太陽選擇性吸收涂層以便更好地吸收反射輻射。
混合集熱器的光電部分由調(diào)溫式混合透明光伏管4、接線端口7、導線8等組成，調(diào)溫式混合透明光伏管之間的相互電連接可以是相互串接、或并接、或串并聯(lián)混接。電流由調(diào)溫式混合透明光伏管內(nèi)的太陽電池經(jīng)電池導線從設置在箱體上的接線端口處輸出。
混合集熱器的光熱調(diào)溫部分由調(diào)溫介質(zhì)3、金屬翅片式管板傳熱芯條、聯(lián)匯單元、溫控傳感器、加熱器件等組成，調(diào)溫介質(zhì)液流經(jīng)直通管式調(diào)溫式混合透明光伏管中金屬翅片式管板傳熱芯條的吸熱翅片相連的的金屬導熱管后從聯(lián)匯單元的端口輸出，經(jīng)溫控傳感器控制調(diào)溫介質(zhì)輸送泵、加熱器件，由調(diào)溫介質(zhì)輸送泵驅(qū)動與其相連接的循環(huán)管路和調(diào)溫介質(zhì)儲存箱中的工作介質(zhì)進行調(diào)溫循環(huán)。
光熱調(diào)溫部分可以是全部由調(diào)溫式混合透明光伏管所組成，或可由部分調(diào)溫式混合透明光伏管和部分流道式玻璃太陽集熱管共同組成，以利于進一步加速通過調(diào)溫介質(zhì)調(diào)節(jié)控制溫度。根據(jù)平板集熱器的溫度場分布可知，平板光伏集能器的兩側溫度低于其中間，所以，在調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管共同組成的光熱部分中，適于采用部分調(diào)溫式混合透明光伏管設置在流道式玻璃太陽集熱管的兩側，減少玻璃管密集排列時中間部位的聚熱效因?qū)夥苌郎氐挠绊?，同時還可取得理想的較低與較高兩個工作溫度時的集熱效率，相應地，聯(lián)匯管中的傳熱介質(zhì)流向應當先經(jīng)兩端較低溫度工作的調(diào)溫式混合透明光伏管后經(jīng)中間較高溫度工作的流道式玻璃太陽集熱管。
光熱調(diào)溫部分的連接設置可根據(jù)各集能器的調(diào)溫介質(zhì)溫度差異進行分級調(diào)溫式串接、并接或混接。分級調(diào)溫管路與調(diào)溫介質(zhì)儲存箱間的管路連接是直接連接、或是通過中間換熱或傳熱件的間接連接。
調(diào)溫介質(zhì)可以是水或是抗凍液或是相變傳熱介質(zhì)等工作介質(zhì)。流道式玻璃太陽集熱管除了采用如圖1所示的直通式金屬液體流道管、還可以采用U型管或熱管式等的流道式玻璃太陽集熱管，調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管中金屬流道管可是從玻璃管一端引出如采用U形管式連接或熱管式連接，此時透明玻璃管只有一個密封端口，或是從玻璃管兩端引出如采用直通管式連接，此時透明玻璃管帶有兩個密封端口。當金屬流道管采用熱管時，上述的聯(lián)匯單元5就應采用聯(lián)匯換熱管，同時，采用管托6與平板箱體連接，支承或固定調(diào)溫式混合透明光伏管。
光熱調(diào)溫部分的連接設置可根據(jù)各玻璃集能管的調(diào)溫介質(zhì)溫度等級進行分級調(diào)溫式串接、并接或混接，如除了單一調(diào)溫式混合透明光伏管間的并接，為了取得理想的較低與較高兩個工作溫度時的集熱效率，對于選擇采用部分調(diào)溫式混合透明光伏管設置在流道式玻璃太陽集熱管兩側時，聯(lián)匯管中的傳熱介質(zhì)流向可以選擇先經(jīng)兩端較低溫度工作的調(diào)溫式混合透明光伏管后經(jīng)中間較高溫度工作的流道式玻璃太陽集熱管的循環(huán)的串接、或者兩個部分單獨進行溫控循環(huán)后調(diào)溫式混合透明光伏管循環(huán)回路中調(diào)溫介質(zhì)升溫后并入流道式玻璃太陽集熱管循環(huán)回路式的混接，其中，對于兩個部分單獨進行溫控循環(huán)是，可經(jīng)各自的溫控傳感器控制上述兩個單獨溫控循環(huán)回路間設置的一電控切換閥公用調(diào)溫介質(zhì)輸送泵等組成各自的調(diào)溫介質(zhì)循環(huán)管路進行調(diào)溫介質(zhì)在各自溫度設定點上進行循環(huán)，即兩個部分單獨循環(huán)，待調(diào)溫式混合透明光伏管回路中的調(diào)溫介質(zhì)溫度升高后再經(jīng)一電控連通閥進行兩個回路的連通，通過在調(diào)溫式混合透明光伏管回路中壓入溫度較低的調(diào)溫介質(zhì)將升溫后的調(diào)溫介質(zhì)頂入連通中間部分流道式玻璃太陽集熱管的循環(huán)回路中去。
工作原理設置在調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器或集能器內(nèi)金屬翅片式管板傳熱芯條翅片向陽面上的太陽能硅晶等電池經(jīng)日光照射后其光伏電流經(jīng)其導線在管蓋上引出后再經(jīng)連接線端口輸出，同時經(jīng)日光照射后調(diào)溫式混合透明光伏管內(nèi)的太陽能電池也逐漸產(chǎn)生溫升，從而導致輸出特性的下降，調(diào)溫式混合透明光伏管內(nèi)和箱體內(nèi)均可置有溫控傳感器，經(jīng)內(nèi)置溫控傳感器與調(diào)溫介質(zhì)輸送泵在設定的控制溫度下對混合集熱器聯(lián)匯單元的端口進行調(diào)溫介質(zhì)輸液循環(huán)冷卻，則可控制金屬導熱管相連的吸熱翅片及太陽能電池溫度的上升，保持電池的輸出特性，反之，若采用太陽能非晶電池等受環(huán)境降溫后產(chǎn)生光伏輸出性能下降的太陽能電池，在溫度低于某一定值時會導致輸出特性的下降，此時啟動循環(huán)管路的加熱器件進行循環(huán)加溫，輸入溫度高于太陽能電池及吸熱翅片的調(diào)溫介質(zhì)對太陽能電池進行加熱，就能控制其溫度下降，保持電池的輸出特性，并且，在上述兩種情況下，只要調(diào)溫式平板混合光伏集熱器內(nèi)太陽能電池工作溫度調(diào)節(jié)保持或經(jīng)日照后回升至正常范圍內(nèi)時，調(diào)溫式平板混合光伏集熱器都能輸出調(diào)溫介質(zhì)液熱，經(jīng)換熱或直接提供所需要的熱水等。
權利要求
1.調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，包括平板箱體，其特征在于還包括平板箱體內(nèi)的調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元，其光電部分由調(diào)溫式混合透明光伏管、導線、接線端口等組成，其光熱調(diào)溫部分由調(diào)溫介質(zhì)、調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元等組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的調(diào)溫式混合透明光伏管由透明玻璃管、太陽能電池、金屬翅片式管板傳熱芯條和溫控傳感器等組成，太陽能電池設置的管腔內(nèi)可制成半真空或中空，內(nèi)充干燥空氣或惰性氣體，腔內(nèi)可置有吸濕或吸氧劑。
3.根據(jù)權利要求1至2所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的集能器箱體內(nèi)可置有溫控傳感器。
4.根據(jù)權利要求1至3所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的金屬翅片式管板傳熱芯條包括經(jīng)焊接相連的吸熱翅片與金屬流道管，其中，吸熱翅片是包括平面或曲面在內(nèi)的二維吸熱翅片板、或是三維吸熱翅片體。
5.根據(jù)權利要求1至4所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的光熱部分可以是全部由調(diào)溫式混合透明光伏管所組成，或可由部分調(diào)溫式混合透明光伏管和部分流道式玻璃太陽集熱管共同組成。
6.根據(jù)權利要求5所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的調(diào)溫式混合透明光伏管和流道式玻璃太陽集熱管共同組成的光熱調(diào)溫部分可以是調(diào)溫式混合透明光伏管設置在流道式玻璃太陽集熱管的兩側。
7.根據(jù)權利要求1至6所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的光熱調(diào)溫部分的連接設置可根據(jù)各玻璃集能管的調(diào)溫介質(zhì)溫度等級進行分級調(diào)溫式串接、并接或混接。
8.根據(jù)權利要求1至7所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的分級調(diào)溫管路與水箱間的管路連接是直接連接、或是通過中間換熱或傳熱件的間接連接。
9.根據(jù)權利要求1至8所述的調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，其特征在于所述的流道式玻璃太陽集熱管可以是金屬液體流道式或是熱管式的玻璃太陽集熱管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)溫式平板透明光伏管混合集熱器，包括平板箱體，其特征在于還包括平板箱體內(nèi)的調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元，其光電部分由調(diào)溫式混合透明光伏管、導線、接線端口等組成，其光熱調(diào)溫部分由調(diào)溫介質(zhì)、調(diào)溫式混合透明光伏管、聯(lián)匯單元等組成，構成了平板透明光伏管集能器的調(diào)溫功能，可使得硅透明光伏管集能器在高溫中的發(fā)電輸出損失大大減少，并且可減緩了元器件的老化，使部分使用壽命得到提高；并可使得非晶體硅光伏部分在低溫中的發(fā)電輸出損失大為減少，提高平板透明光伏管集能器的輸出功率。
文檔編號H01L31/058GK1707816SQ200410025108
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2004年6月11日
發(fā)明者潘戈 申請人:潘戈