一种风冷型光伏光热一体化系统的制作方法

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系统。该系统采用无动力风机可在实现对建筑供电的同时实现对建筑室内通风换气，调节室内温度，减少建筑能耗，节约能源。

背景技术：

随着社会的进步和城市化发展，能源消耗与日俱增，资源枯竭危机不断加深。为应对能源危机，世界各国都开始开发利用可持续能源(太阳能、风能、地热能和生物能等)。太阳能以其取之不尽用之不竭且清洁无污染，受到了各国研究者的青睐。我国也出台了相关光伏扶持政策，推动了我国太阳能产业的迅猛发展。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、太阳能空调等利用方式。

太阳能电池可直接将太阳能转换为电能，使用简单方便安全。但是太阳能电池材料自身存在的温度效应不可避免，对其产生的废热处理成为制约太阳能电池发展的关键问题。本发明所涉及的风冷型光伏光热一体化系统，可利用空气疏散太阳能电池在产生电能时附带产生的废热，并且可以通过无动力风机实现废热的再利用，调节建筑室内的温度，既不需要消耗额外的电能，还可以废热利用，满足建筑的低能耗要求，实现绿色建筑，节能环保。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能利用无动力风机与光伏光热一体化构件相结合的风冷型光伏光热一体化系统，实现建筑室内外冷热空气自然流动，既可以冷却光伏电池减少功率损失，又可以调节建筑室内温度，节能环保，安装使用方便。

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系统，其特征在于，该系统包括风冷型光伏光热一体化构件、太阳能控制器、蓄电池、直流负荷、逆变器、交流负荷和无动力风机；所述风冷型光伏光热一体化构件，该构件包括用于发电的光伏电池单元，其通过粘合剂封装在钢化玻璃与金属型材基底之间，且型材内部设有空腔，用于空气流通对光伏电池单元散热；所述风冷型光伏光热一体化构件与太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与蓄电池、直流负荷、逆变器连接，进一步太阳能控制器能够将风冷型光伏光热一体化构件产生的电能存储在蓄电池中，也能够直接供给直流负荷使用；所述太阳能控制器还能够将风冷型光伏光热一体化构件产生的电能通过与逆变器连接，转换为交流电，供给交流负荷使用，多余部分可实现并网售电；所述风冷型光伏光热一体化构件与无动力风机相连接实现循环，所述无动力风机利用建筑室内热气流上升，冷气流下降原理实现室内通风换气，提供建筑供暖或者输送冷源效果，并且该风机无需耗电，安装方便，节省能源；所述风冷型光伏光热一体化系统，利用无动力风机的自驱动功能使空气在风冷型光伏光热一体化构件的空腔内流动，将太阳能转换成电能时所产生的热能疏散，增加光伏光热一体化构件的功率输出，延长构件的实际使用寿命，同时被加热的空气能够为建筑室内提供热源，使光电光热两种太阳能的利用方式通过单一构件成为可能，可提高单位面积太阳能的利用率，减少能量损失，节约建筑能耗。

本发明所述太阳能控制器为市售带有最大功率点追踪(mppt)功能的太阳能控制器，既可控制蓄电池的充放电状态，也可以按照负载的电源需求控制太阳能电池和蓄电池对电能的输出。

本发明所述逆变器为市售正弦波逆变器，可将太阳能电池和蓄电池输出的直流电逆变为交流电，供给交流负载使用，且多余部分可以并网售电。

本发明所述蓄电池为铅酸蓄电池或者锂离子电池或者镍镉蓄电池或者锌空气电池或者超级蓄电池等的一种均可。

本发明所述无动力风机为市售涡轮通风机，可利用自然风力及室内外温度差造成的空气热对流，推动涡轮旋转从而利用离心力和负压效应使空气在光伏光热一体化构件的中空腔体内流动，实现对太阳能电池的散热再利用。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件，进一步优选，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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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。

本发明所述风冷型光伏光热一体化构件中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2所示。

附图说明

图1为本发明所述的风冷型光伏光热一体化系统的结构示意图；

图2为本发明所述的风冷光伏光热一体化构件的结构示意图；

图1中标记：1-风冷型光伏光热一体化构件，2-太阳能控制器，3-蓄电池，4-直流负荷，5-逆变器，6-交流负荷，7-无动力风机。

图2中标记：1-风冷型光伏光热一体化构件，11-透明覆盖层，12-光伏电池层，13-缓冲层，14-基底层。

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。

实施例1

本发明所述的风冷型光伏光热一体化系统，包括风冷型光伏光热一体化构件(18v150w)、太阳能控制器(12v含mppt功能)、铅酸蓄电池(12v)、直流负荷(12v)、正弦波逆变器(12v转220v)、交流负荷(220v)和无动力风机(rx-500型)，如图1所示。所述光伏光热一体化构件的正负极分别与太阳能控制器的光伏端子正负极相连接；所述蓄电池与太阳能控制器的电池端子正负极相连接；所述直流负荷可直接与太阳能控制器的用户端子相连接；所述正弦波逆变器也与太阳能控制器的用户端子相连接；所述交流负荷与逆变器相连接；所述无动力风机通过风道与光伏光热一体化构件的进出风口相连接，可利用自然风或者构件内外温度差引起的热对流，实现流动空气对光伏电池产生电能的同时所产生的热能进行疏散，并可以调节建筑室内的温度，风机无需消耗额外电能，可降低建筑能耗，节约电能。

所述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2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0.38mm，上胶温度为145℃；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5mm，内置散热流道，直径4mm，流道间距为4mm-5mm，横剖面为波纹状；所述中空铝型材两端设有束风管道和通风口，风口直径为10mm，通风口作变径处理为25mm后可与风管相连接，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，调节室内温度，进而减少建筑部分能耗，节约能源。

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图如附图2所示，从下至上顺序依次为：铝型材基底层、eva胶缓冲层、光伏电池层、eva胶缓冲层、钢化玻璃覆盖层。