专利名称：一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池供电及太阳能加热水暖系统，尤其是可以使得 太阳能得到充分利用的一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统。
背景技术：
传统的燃料资源正日益枯竭，且其不间断地开发对环境所造成的危害日益突出，目前全球仍有20亿人得不到正常的能源供应，当煤炭、石油等不可再生 能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，新能源、 可再生能源的开发利用是全球可持续发展的必经之路；因此越来越多的国家开 始实行"阳光计划"，开发太阳能资源，寻求经济发展的能源新动力。太阳能利 用包括太阳能光伏发电、太阳能热发电，以及太阳能热水器和太阳房等热利用 方式，这些热方式的利用大通过阳能电池光伏效应为基础驱动的。光伏效率较 低是目前太阳能电池存在的主要问题之一，太阳光被太阳能电池吸收以后，一 部分经过光电转换变成电能，而另外一部分使得太阳电池发热而温度升高；对 于太阳电池而言，温度升高使得其光电转换效率降低，从而太阳能的有效利用 更少而电池发热量更多，形成了一个恶性循环。对于目前研究的热点聚光型太 阳电池来说，电池的散热更是一个很大的问题，太阳光经过数百倍的聚光后辐 照在太阳电池片上，太阳电池只能将其中一部分转换为电能，其他部分都产生 热量使得太阳电池温度升高，光电转换效率严重下降，其严重程度足以使太阳 电池片烧毁。目前常用的散热方式是使用大的热沉和空气对流来散热，散热的效果不佳而且散失的大量热能并没有有效利用起来。太阳能热水器是吸收太阳能的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生 产中使用的节能水暖设备，系统组成主要包括集热器、保温水箱、连接管道， 集热器是系统中的集热元件，其功能相当于电热水器中的电热管；和电热水器、 燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间 只能在有太阳照射的白昼。保温水箱和电热水器的保温水箱一样，是储存热水 的容器；连接管道将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到 集热器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环 管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。通过上面的分析可以知道，如果能把两者结合起来将会使得太阳能得到最 大限度的利用，并且可以使得太阳电池高效、稳定的工作。发明内容对于上述问题本发明提出一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，通过 热沉对太阳能电池片进行降温，并通过太阳能水循环系统的管道的水对热沉进 行冷却，使得太阳能电池片保持最佳的工作温度，同时通过热沉将太阳能电池 片多余的热量传导至管道的循环水中。本发明解决上述问题所采用的技术方案是 一种集成太阳能电池和太阳能 热水器系统，包括太阳能电池系统和太阳能热水器水循环系统，其特征在于 太阳能电池系统的太阳能电池片粘结在热沉上，太阳能热水器的水循环系统的 管道通过热沉；太阳电池片多余的热量热传导至热沉，经过管道的水对热沉进 行冷却并带走多余的热量。本发明采用的太阳能电池可以是常规非聚光型太阳能电池，也可以是聚光型太阳能电池；太阳能电池片可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体、 有机半导体或薄膜类型的太阳能电池。热沉可以是铜、铝、陶瓷或其他导热性 能较好的热传导材料制成，热沉对于太阳能电池是散热器，而对于太阳能热水 器的水循环系统而言是集热器；太阳电池片和热沉之间粘结可通过焊接、键合 或镶嵌的方式，以保证太阳电池片和热沉之间热传导性能良好。本发明的有益效果是通过在热沉与太阳能电池片的粘结，太阳能电池片 多余的热量通过热沉散热，太阳能热水器水循环系统的水对热沉进行冷却，这 样既可让太阳能电池片保持最佳的工作温度，提高光电转换效率，同时太阳能 电池片多余的热量通过热沉对水进行加热，以提供生活用的暖水，提高人们生 活品质，对于建设节能环保的小康型社会具有重大意义。
本发明的结构示意图。图中l.太阳能电池片；2.热沉；3.太阳能热水器的水循环系统；4.管道。具体实施例下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1所示的一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，包括太阳能电池系统和太阳能热水器的水循环系统3，太阳能电池系统的太阳能电池片1粘结在 热沉2上，太阳能热水器的水循环系统3的管道4通过热沉2;太阳电池片多余 的热量热传导至热沉2，经过管道4的水对热沉2进行冷却并带走多余的热量。 本发明优先采用的太阳能电池是常规聚光型太阳能电池，太阳能电池片1是单晶硅的太阳能电池；热沉2是导热性能较好的铝作为热传导材料制成；太阳电 池片和热沉2之间粘结为焊接连接；太阳能热水器的水循环系统3的管道4通过热沉2，是管道4通过热沉2，即管道4通过热沉2且具有良好的热传导连接。其具体工作原理为太阳直接辐照或者通过其他光学系统如聚光系统等辐照到太阳能电池片1后，太阳能电池片1把其中一部分太阳能转化为电能，而另外 一部分太阳能转化成热量使得太阳能电池片1温度升高，太阳能电池片1产生的热量传递到热沉2，而使得热沉2温度升高，太阳能热水器的水循环系统3通 过热沉2，管道4中的水带走的热沉2热量，从而使得热沉2的温度下降；通过 控制循环水的流量可以使得热沉2的温度在7(TC以下，从而可以使得太阳电池 片保持在较低的温度下工作，其工作稳定性可以大大提高，并且光电转换效率 也可以保持在较高的水平；通过本发明系统可以使得太阳能得到最大限度的利 用，并可以使得太阳能电池片1高效、稳定的工作，而且可以大大的节约成本、 节省空间。本发明可以在家庭、学校、写字楼、工厂、发电站等很多场所广泛应用， 具有很高的经济效益和很好的社会效益。
权利要求
1.一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，包括太阳能电池系统和太阳能热水器水循环系统，其特征在于太阳能电池系统的太阳能电池片粘结在热沉上，太阳能热水器的水循环系统的管道通过热沉；太阳电池片多余的热量热传导至热沉，经过管道的水对热沉进行冷却并带走多余的热量。
2. 根据权利要求1所述的一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，其特征在 于所述的太阳能电池可以是常规非聚光型太阳能电池，也可以是聚光型太 阳能电池；太阳能电池片可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体、 有机半导体或薄膜类型的太阳能电池。
3. 根据权利要求1所述的一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，其特征在 于所述的热沉可以是铜、铝、陶瓷或其他导热性能较好的热传导材料制成； 太阳电池片和热沉之间粘结可通过焊接、键合或镶嵌的方式。
4. 根据权利要求1所述的一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，其特征在 于所述的太阳能热水器的水循环系统的管道通过热沉，可以是管道通过热 沉；也可以将热沉安装在管道的水中，并且此时太阳能电池片不浸入水中。
全文摘要
一种集成太阳能电池和太阳能热水器系统，包括太阳能电池系统和太阳能热水器水循环系统，太阳能电池系统的太阳能电池片粘结在热沉上，太阳能热水器的水循环系统的管道通过热沉；太阳电池片多余的热量热传导至热沉，经过管道的水对热沉进行冷却并带走多余的热量。通过在热沉与太阳能电池片的粘结，太阳能电池片多余的热量通过热沉散热，太阳能热水器水循环系统的水对热沉进行冷却，这样既可让太阳能电池片保持最佳的工作温度，提高光电转换效率，同时太阳能电池片多余的热量通过热沉对水进行加热，以提供生活用的暖水，提高人们生活品质，对于建设节能环保的小康型社会具有重大意义。
文档编号H02N6/00GK101252331SQ200710115030
公开日2008年8月27日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者黄生荣 申请人:厦门三安电子有限公司