專利名稱：太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，尤其是一種用于太陽(yáng)能聚光 光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，在有限資源和環(huán)保要求的雙重制約下發(fā)展 經(jīng)濟(jì)已成為全球的熱點(diǎn)問(wèn)題。太陽(yáng)能作為理想的可再生能源受到了世 界各國(guó)的廣泛重視，發(fā)展太陽(yáng)能利用技術(shù)已成為各個(gè)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展 的重要戰(zhàn)略。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電能，是最有應(yīng)用前景
的太陽(yáng)能利用方式之一，近年來(lái)世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)以30%以上的速度 高速增長(zhǎng)。世界能源組織(IEA)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的未來(lái)發(fā)展預(yù)測(cè)如 下2020年世界光伏發(fā)電的發(fā)電量占總發(fā)電量的1%,2040年占總發(fā) 電量的20%，成為人類的基礎(chǔ)能源之一。但光伏發(fā)電面臨著轉(zhuǎn)化效率 不高(商業(yè)化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一般不超過(guò)20%)、原材料 短缺、成本過(guò)高等問(wèn)題。太陽(yáng)能熱利用技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，包括 太陽(yáng)能直接熱利用和太陽(yáng)能熱發(fā)電，其中太陽(yáng)能熱水器形成了較大的 產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
聚光光伏發(fā)電技術(shù)是大幅降低中大規(guī)模光伏電站成本的有效途 徑。申請(qǐng)人在此前申請(qǐng)的專利中公開(kāi)對(duì)該技術(shù)研究的相關(guān)成果蝶形 反射聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)枮?00610038821.x);自動(dòng)跟蹤太陽(yáng) 的光伏發(fā)電系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)枮?2218387.6)，其中詳細(xì)記載了自動(dòng)跟蹤 太陽(yáng)裝置、安裝在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的光電轉(zhuǎn)換部分(如聚光器、 太陽(yáng)能電池組件)等相關(guān)技術(shù)方案。
據(jù)申請(qǐng)人所知，由于目前在聚光光伏發(fā)電技術(shù)中普遍采用的太陽(yáng)
能電池，其光電轉(zhuǎn)化率不到20%,剩余80%以上的能量均以熱能的 形式散失掉了 ；而產(chǎn)生的熱能又使聚光太陽(yáng)能電池的性能下降。
申請(qǐng)人在已申請(qǐng)的專利中(申請(qǐng)?zhí)枮?00720040299.9、名稱為"太 陽(yáng)能聚光光伏熱泵聯(lián)合系統(tǒng)")提出了一種太陽(yáng)能聚光光伏熱泵聯(lián)合 系統(tǒng)，包括聚光光伏集熱系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)，所述聚光光伏集熱系統(tǒng)含 有安置在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的聚光器、位于聚光器聚焦位置附近的 太陽(yáng)能電池組件，所述熱泵系統(tǒng)含有蒸發(fā)器，所述聚光光伏集熱系統(tǒng) 還含有太陽(yáng)能集熱器和連接管路，所述太陽(yáng)能集熱器位于太陽(yáng)能電池 組件背部，與熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器耦合相連。該系統(tǒng)將太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn) 換和光熱轉(zhuǎn)換綜合成一套系統(tǒng)，使系統(tǒng)單位面積內(nèi)太陽(yáng)能的綜合效率 明顯高于單獨(dú)的光電或者光熱利用系統(tǒng)，而且降低了太陽(yáng)能電池溫 度，提高了太陽(yáng)能電池的輸出功率。
但是申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在上述"太陽(yáng)能聚光光伏熱泵 聯(lián)合系統(tǒng)"中的集熱器與蒸發(fā)器耦合方式中，采用相互內(nèi)嵌套這種方 式可以達(dá)到較高的集熱和供熱性能，所以有必要對(duì)該系統(tǒng)中的集熱器
與蒸發(fā)器的聯(lián)接結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的需改進(jìn)之處，提出一種實(shí) 用性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、集熱和供熱效果更好的太陽(yáng)能聚光光 伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種太陽(yáng)能聚光 光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，包括安置在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的聚光器、位于 聚光器聚焦位置附近的太陽(yáng)能電池組件、位于太陽(yáng)能電池組件背部的 散熱器和熱泵系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，方案之改進(jìn)是所述蒸發(fā)器包括內(nèi)含
流體工作介質(zhì)的盤(pán)管，所述盤(pán)管嵌套于散熱器內(nèi)。
這樣，當(dāng)太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置在工作時(shí)，聚集到太陽(yáng)能 電池組件上的太陽(yáng)光一部分通過(guò)光電轉(zhuǎn)換形成電能輸出，另 一部分則 通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換形成熱能后經(jīng)散熱器傳給蒸發(fā)器而被吸收用于熱泵系 統(tǒng)中。由于是將蒸發(fā)器的盤(pán)管直接內(nèi)嵌套于散熱器內(nèi)，因此相比上述 "太陽(yáng)能聚光光伏熱泵聯(lián)合系統(tǒng)"中的集熱器與蒸發(fā)器耦合連接，本 實(shí)用新型的散熱器與蒸發(fā)器聯(lián)接結(jié)構(gòu)更明確細(xì)化，從而具有更高效的 熱能傳輸效率。
本實(shí)用新型以簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)散熱器和蒸發(fā)器將太陽(yáng) 光通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換形成的熱能高效傳遞給熱泵系統(tǒng)，既降低了太陽(yáng)能電 池的溫度，從而保證太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率，又向熱泵系統(tǒng)提供了熱 源，實(shí)現(xiàn)了聚光光伏光熱綜合利用。此外，本實(shí)用新型還可降低光伏 發(fā)電系統(tǒng)的成本，有助于解決目前光伏發(fā)電"兩頭在外"的嚴(yán)峻形勢(shì)， 有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)的推廣應(yīng)用，更有利于出口創(chuàng)匯。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯3見(jiàn)圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的俯^L圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置如圖1、圖2所示，包
括安置在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的聚光器、位于聚光器聚焦位置附近的 太陽(yáng)能電池組件、位于太陽(yáng)能電池組件背部的散熱器和熱泵系統(tǒng)中的 蒸發(fā)器，其中聚光器、自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置和太陽(yáng)能電池組件的具體結(jié) 構(gòu)形式可參見(jiàn)申請(qǐng)人已申請(qǐng)的專利(蝶形反射聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，申
請(qǐng)?zhí)枮?00610038821.x;自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)枮?02218387.6中的詳細(xì)描述)。
太陽(yáng)能電池組件由玻璃l、上層粘結(jié)劑2、太陽(yáng)能電池3和下層 粘結(jié)劑4結(jié)合而成。其中的蒸發(fā)器主要由盤(pán)管5構(gòu)成，盤(pán)管5中的流 體工作介質(zhì)是制冷劑7，散熱器主要由散熱翅片組6構(gòu)成。散熱翅片 組6通過(guò)下層粘結(jié)劑4與太陽(yáng)能電池組件的背部相結(jié)合。盤(pán)管5通過(guò) 脹管的方式與散熱翅片6連接并緊密嵌套于散熱器內(nèi)。盤(pán)管5經(jīng)盤(pán)繞 形成蛇形，其彎曲處設(shè)有連接彎頭13。
工作時(shí)，經(jīng)聚焦的太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池表面后，其未能經(jīng)太 陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化的大部分能量以熱能的形式被太陽(yáng)能電池組件吸收，由 此使太陽(yáng)能電池組件升溫并將熱能傳遞到太陽(yáng)能電池組件背部的散 熱翅片組6，散熱翅片組6又將熱能傳遞到嵌套于其中的盤(pán)管5。制 冷劑7在盤(pán)管5中流過(guò)時(shí)，吸熱蒸發(fā)，由此帶走由太陽(yáng)能電池組件傳 來(lái)的大量熱量，從而使太陽(yáng)能電池的溫度維持在一個(gè)較低的溫度范 圍。如果遇到陰雨或陽(yáng)光不充足等情況，蒸發(fā)器中的制冷劑7還可以 從周圍低溫空氣中吸取部分熱量，保持熱泵系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。本實(shí)施 例的熱泵系統(tǒng)為壓縮式或者吸收式熱泵系統(tǒng)。
本實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，不 僅能保持太陽(yáng)能電池組件的工作溫度范圍，而且由于高效的集熱使得 蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力高于普通熱泵，又可提高熱泵的工作性能，實(shí)現(xiàn) 了既高效又低成本的供熱，因此有利于太陽(yáng)能聚光光伏發(fā)電與熱泵聯(lián)
合系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。 實(shí)施例二
本實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置如圖3、 4所示，其結(jié) 構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，所不同的是本實(shí)施例的散熱器主要由矩形 管組11構(gòu)成；矩形管組11內(nèi)充滿導(dǎo)熱性能較好的傳熱介質(zhì)12 (如 導(dǎo)熱油等)，所述盤(pán)管5內(nèi)嵌于矩形管組11內(nèi)，矩形管組11通過(guò)下 層粘結(jié)劑4與太陽(yáng)能電池組件相結(jié)合。
工作時(shí)，太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的熱量通過(guò)矩形管組11內(nèi)的傳熱 介質(zhì)12傳到盤(pán)管5中的工作介質(zhì)，其后過(guò)程與實(shí)施例一雷同。 實(shí)施例三
本實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置如圖5所示，其結(jié)構(gòu)除 與實(shí)施例一相同的以外還有本實(shí)施例的散熱器由風(fēng)道板32、風(fēng)扇 33組成；風(fēng)道板32位于太陽(yáng)能電池組件31的背部并與太陽(yáng)能電池 組件31構(gòu)成通風(fēng)風(fēng)道35;風(fēng)扇33位于通風(fēng)風(fēng)道35的一端，盤(pán)管34 位于通風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)靠近太陽(yáng)能電池組件31的位置；太陽(yáng)能電池組件 31形成為呈V字型排列的2列。盤(pán)管34內(nèi)制冷劑7的流動(dòng)方向與通 風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)通風(fēng)方向相逆。
工作時(shí)，太陽(yáng)能電池組件31產(chǎn)生的熱量通過(guò)風(fēng)扇33的作用迅速 擴(kuò)散到通風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)，使通風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)的空氣溫度升高，制冷劑7 通過(guò)設(shè)于通風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)的盤(pán)管34時(shí)吸熱蒸發(fā)，帶走大量熱量并使通 風(fēng)風(fēng)道35內(nèi)的空氣溫度迅速降低，進(jìn)而使聚光太陽(yáng)能電池組件的溫 度維持在一個(gè)較低的溫度范圍。 實(shí)施例四
本實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置如圖6所示，其結(jié)構(gòu)除 與實(shí)施例一相同以外所不同的是
本實(shí)施例中，蒸發(fā)器由蒸發(fā)容器21、盤(pán)管22和集熱管路23構(gòu) 成，集熱管路23中流有傳熱工質(zhì)24，盤(pán)管22嵌套于太陽(yáng)能電池組 件背面的散熱器中，工作時(shí)傳熱工質(zhì)24在盤(pán)管22中吸收熱量，通過(guò) 集熱管路23將熱量傳遞到蒸發(fā)容器21中并釋放熱量，溫度降低后的 傳熱工質(zhì)24可以重復(fù)冷卻太陽(yáng)能電池組件，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。本實(shí)施 例的熱泵系統(tǒng)為吸收式熱泵系統(tǒng)。
除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等 同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，包括安置在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的聚光器、位于聚光器聚焦位置附近的太陽(yáng)能電池組件、位于太陽(yáng)能電池組件背部的散熱器和熱泵系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，其特征在于所述蒸發(fā)器包括內(nèi)含流體工作介質(zhì)的盤(pán)管，所述盤(pán)管嵌套于散熱器內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征 在于所述散熱器主要由散熱翅片組構(gòu)成，通過(guò)粘結(jié)劑層與所述太陽(yáng) 能電池組件的背部相結(jié)合；所述盤(pán)管緊密嵌套于金屬翅片散熱器中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征 在于所述盤(pán)管呈蛇形并通過(guò)脹管與散熱翅片連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征 在于所述散熱器主要由矩形管組構(gòu)成，所述矩形管組內(nèi)充滿導(dǎo)傳熱 介質(zhì)，其通過(guò)粘結(jié)劑層與太陽(yáng)能電池組件相結(jié)合；所述盤(pán)管內(nèi)嵌于所 述矩形管組內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征 在于所述散熱器由風(fēng)道板、風(fēng)扇組成，所述風(fēng)道板位于太陽(yáng)能電池 組件的背部并與太陽(yáng)能電池組件構(gòu)成通風(fēng)風(fēng)道；所述風(fēng)扇位于所述通 風(fēng)風(fēng)道的一端，所述制冷管道位于所述通風(fēng)風(fēng)道內(nèi)靠近所述太陽(yáng)能電 池組件的位置；所述太陽(yáng)能電池組件形成為呈V字型排列的2列。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征 在于所述蒸發(fā)器由蒸發(fā)容器、盤(pán)管和集熱管路構(gòu)成，所述集熱管路 中流有傳熱工質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能聚光光伏光熱聯(lián)產(chǎn)裝置，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。該聯(lián)產(chǎn)裝置包括安置在自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置上的聚光器、位于聚光器聚焦位置附近的太陽(yáng)能電池組件、位于太陽(yáng)能電池組件背部的散熱器和熱泵系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器包括內(nèi)含流體工作介質(zhì)的盤(pán)管，所述盤(pán)管嵌套于散熱器內(nèi)。該聯(lián)產(chǎn)裝置通過(guò)改進(jìn)后更明確細(xì)化的散熱器與蒸發(fā)器的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，將太陽(yáng)光通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換形成的熱能高效傳遞給熱泵系統(tǒng)，既降低了太陽(yáng)能電池的溫度及保證太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率，又向熱泵系統(tǒng)提供了熱源，實(shí)現(xiàn)了聚光光伏光熱綜合利用。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201063556SQ200720040360
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者劉曉暉, 孫利國(guó), 華 張, 張振遠(yuǎn), 張耀明, 寧 徐, 斌 杜, 王文斌, 強(qiáng) 陳 申請(qǐng)人:張耀明;孫利國(guó)