一种风冷型光伏光热一体化构件的制作方法

本发明属于太阳能发电设备领域，具体涉及到一种风冷型光伏光热一体化构件。该构件可同时实现对建筑供电和建筑采暖，减少建筑能耗，安全绿色环保。

背景技术：

随着经济的发展和社会的进步，人们对能源的需求也日益增加，但是传统化石能源储量有限且不可再生，故而寻找新能源和可再生能源成为世界各国解决能源危机的重要途径。太阳能作为新能源和可再生能源的重要组成之一，储量十分丰富，全球每年获得的太阳能相当于68万亿吨石油，故而其开发利用有着很大的潜力。同时，太阳能还是一种高效、无污染的可再生能源，因此，太阳能的开发利用日益为世界各国所重视。

现行市售太阳能产品中，利用太阳能的方式主要有光电利用和光热利用两种。但是光电利用—太阳能电池，由于本身制作材料的温度效应导致其转换效率随温度升高逐渐减少，造成了部分能量损失；而光热利用—太阳能热水器，由于其功能比较单一，而且使用效果不够理想，结霜和结垢等问题不易解决。故而，可同时实现光电光热两种方式的光伏光热一体化产品应运而生。

此外，在社会总能耗中，建筑耗能占30％以上，其中包括空调、供暖与家庭热水所需能耗占家庭全部能耗的约30％。而本发明所涉及的一种风冷型光伏光热一体化构件，既可以利用循环空气对光伏电池高效散热为建筑提供电能，又可以利用光伏电池的废热再利用为建筑供暖，为家庭节约诸多能耗，而且清洁环保，安全可持续。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能利用空气能集热器与光伏电池相结合的风冷型光伏光热一体化构件，实现流动空气冷却光伏电池增加电能输出的同时也可以为建筑室内提供采暖，调节室内温度，节约建筑能耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风冷型光伏光热一体化构件，包括透明覆盖层、光伏电池层、缓冲层和基底层；所述透明覆盖层处于最上方；所述缓冲层位于透明覆盖层和基底层之间，并且缓冲层包含两层，上层与透明覆盖层相贴合，下层与基底层相贴合；所述光伏电池层处于两层缓冲层之间且被上下两层包覆；所述基底层为金属板层，内设空腔作为流道，内有流体介质(如空气)流动疏散热量并使热量可循环再利用。

本发明所述透明覆盖层可为钢化玻璃或者透明树脂，透明覆盖层为透过率>90％，厚度为3.2-5mm，优选为钢化玻璃。

本发明所述缓冲层为热熔型透明胶体材料，优选为eva(乙烯－乙酸乙烯酯共聚物)胶，且上胶温度在130℃-150℃范围内。

本发明所述的基底层采用铝合金箱体或者中空铝型材，厚度为5-50mm，优选为中空铝型，厚度为10mm；该结构内设散热空腔，内有流体介质通过，空腔深度与间距(空腔壁厚度)比为1:1，用于气体流通对光伏电池进行散热，降低光伏电池的工作温度，增加光电输出；所述中空铝型材基底可以降低整个构件的制作成本，还可以增强构件的抗冲击强度(与传统光伏组件相比)。本发明所述的流道垂直流体流动方向的剖面形状为矩形或者三角形或者六边形，优选为矩形。

本发明所述散热流道结构与通风管道相连接，通过温度差实现气体在流道内循环流动，带走光伏电池产生的热量。

本发明所述的流体介质优选气体介质，可为空气或者常温下为气态的制冷剂，优选为空气。

本发明所述的光伏电池层的光伏电池为单晶硅片、多晶硅片、非晶硅片、铜铟镓硒片、砷化镓片、碲化镉片、有机光伏片等太阳能光伏领域市售产品中的一种均可，优选多片串联而成。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件封装时，按照从下至上顺序封装：依次为基底层(中空铝型材)、缓冲层(eva胶)、光伏电池层、缓冲层(eva胶)和透明覆盖层(钢化玻璃)，且各层间粘接贴合牢固，如附图1所示。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件可用于制作商用光伏光热一体化产品，其产品效果图可为图2或者图3所示。

所述光伏光热一体化构件的结构利用现有市售空气能集热器的流道设计，结合光伏发电部件，可同时实现电能和热能的产生，既有利于光伏光热一体化构件的热量散失，又可以与建筑相结合，通过空气的流速和流向调节，实现建筑内温度的智能调节，满足人体舒适度要求，还可以通过中空薄翅片状结构减轻光伏光热一体化构件自身重量，安装方便，节约成本。

采用该结构，以空气集热器的流道结构作为光伏组件的基底层，同时也把光伏组件作为空气集热器的盖板层，不仅可以实现利用一个光伏光热一体化构件实现光电和光热两种方式同时利用太阳能，提高单位面积太阳能利用率，还可以增强光伏组件的抗冲击特性。此外，内部中空的流道结构设计，其内部可以通入空气或者气态制冷剂，可以增加该构件的散热面积，有助于光伏电池的散热并再利用，还可以通过气体流向调节，实现室内温度低时向室内供暖，室内温度高时向室外散热，进而实现本发明构件的全年无季节限制使用。

附图说明

图1为本发明所述的风冷型光伏光热一体化构件的结构示意图；

图2为本发明所述的风冷光伏光热一体化构件的一种产品效果图；

图3为本发明所述的风冷光伏光热一体化构件的另一种产品效果图。

图1中标记：1-风冷型光伏光热一体化构件，1-透明覆盖层，2-光伏电池层，3-缓冲层，4-基底层。

图2和图3中标记：1-风冷型光伏光热一体化构件，1-透明覆盖层，2-光伏电池层，3-缓冲层，4-基底层，5-保温层，6-金属边框。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明，但不仅限于以下实施例。

本发明所述的风冷型光伏光热一体化构件至少包括透明覆盖层、缓冲层、光伏电池层和基底层，如附图1所示。所述透明覆盖层采用钢化玻璃3.2mm，一面光滑，一面制绒，尺寸可根据光伏电池片的串联数进行调整；所述缓冲层为eva胶，厚度为0.38-0.45mm，上胶温度为130℃-180℃；所述光伏电池层为晶硅电池片，其单片尺寸为156mm*156mm*0.2mm；所述基底层为中空铝型材，其厚度为10mm，内置散热流道，直径8mm，流道间距为10mm，横剖面为矩形；所述中空铝型材两端设有束风管道和通风口，风口直径为25mm，通风口可与风管相连接，既可以利用气体在流道内流动给光伏电池散热，也可以给建筑室内通风，为室内提供采暖，起到室内温度调节作用，进而抵消建筑部分能耗，实现建筑的节能环保。

本发明设计的风冷型光伏光热一体化构件的一种实际封装效果图如附图2所示，从下至上顺序依次为：金属边框、保温层、金属型材、eva缓冲层、光伏电池层、eva缓冲层、钢化玻璃覆盖层和钢化玻璃盖板层。

本发明设计的风冷型光伏光热一体化构件的另一种实际封装效果图如附图3所示，从下至上顺序依次为：金属边框、保温层、金属型材、eva缓冲层、光伏电池层、eva缓冲层和钢化玻璃盖板层。

技术特征：

技术总结
一种风冷型光伏光热一体化构件，属于太阳能发电设备领域。包括透明覆盖层、光伏电池层、缓冲层和基底层；所述透明覆盖层处于最上方；所述缓冲层位于透明覆盖层和基底层之间，并且缓冲层包含两层，上层与透明覆盖层相贴合，下层与基底层相贴合；所述光伏电池层处于两层缓冲层内且被其包覆；所述基底层为金属板层，内设空腔；所述光伏光热一体化构件的结构利用现有市售空气能集热器的流道设计，结合光伏发电部件，可同时实现电能和热能的产生，既有利于光伏光热一体化构件的热量散失，又可以与建筑相结合，通过空气的流速和流向调节，实现建筑内温度的智能调节，满足人体舒适度要求。

技术研发人员：严辉;庞玮;张永哲;于洪文;刘禹
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2017.06.03
技术公布日：2017.09.15