一种太阳能光伏发电余热回收装置的制作方法

文档序号:13084122阅读:513来源:国知局
技术领域本实用新型涉及一种太阳能利用技术,尤其是一种太阳能余热回收技术,具体地说是一种太阳能光伏发电余热回收装置。

背景技术:
目前,近年来,太阳能光伏发电技术作为一种清洁无污染的发电技术得到了越来越广泛的应用,世界各地都在建设大型的太阳能光伏电站,但是碍于现有技术对太阳能与电能之间的转换效率的限制,在光伏发电的过程中,大部分的太阳能依然以热能的形式耗散掉了,并没有得到很充分的利用。目前市场上的硅太阳能电池在标准条件下的转换效率约为12%~17%,83%以上的能量未能转换为有用能量,相当一部分转换为热能,从而导致太阳能电池温度不断升高而发电效率会随着电池温度的升高而降低,研究表明,电池温度每升高1℃,相对发电效率下降0.4%一0.6%。多晶硅太阳能电池对太阳能的转换效率大约在17%左右,在光伏发电的过程中大部分的太阳能转化成了热能,使得光伏电池板背后的温度非常高,高温会降低太阳能电池板的光电转换效率,还会缩短其使用寿命。现有技术中有用冷却水来降低太阳能电池板背后的温度的技术方案,但是水在冬季非常容易结冰,冻裂后还会使太阳能电池板受潮,影响整个系统的工作效率。

技术实现要素:
本实用新型的目的是针对现有的太阳能电池板发电过程中会产生大量的热能影响发热效率的提高并造成大量热能浪费的问题,设计一种太阳能光伏发电余热回收装置,以便在光伏发电的基础上对太阳热能进一步利用,并解决了目前利用水回收热量容易结冰的难题,减少资源浪费。本实用新型的技术方案是:一种太阳能光伏发电余热回收装置,其特征是它包括光伏电池板1、盒式集热器3、隔热层4、安装座板5、光伏接线盒6、光伏控制器7、蓄电池8、单向阀门9、微处理器11、换热器10和回流管道12,盒式集热器3通过导热硅胶2粘贴在光伏电池板1的背面,多个盒式集热器3在光伏电池板1背后成阵列排布,整个盒式集热器阵列外包裹有隔热层4,光伏电池板1、盒式集热器3、隔热层4都安装在安装座板5上,整个盒式集热器阵列内充斥着可流动的液体导热介质,液体导热介质收集光伏电池板背面的热量,并通过单向阀门9输送到换热器10中用于加热冷水,在换热器10中被加热的水被输送到需使用热水的场所,而完成换热的导热介质通过回流管道12重新回到盒式集热器3中;所述的单向阀门9由微处理器11控制,所述微处理器11收集盒式集热器内导热介质的温度和换热器内进入的冷水的温度,当导热介质的温度高于冷水的温度时,微处理器打开单向阀门9,反之则关闭;光伏控制器7与光伏接线盒6电连接,再与蓄电池8电连接,光伏接线盒6与光伏电池板1电连接,光伏控制器7将光伏电池板1产生的电量储存于蓄电池8内,蓄电池8再通过光伏控制器7为单向阀门9和微处理器11供电。所述的盒式集热器3为铝及铝合金或碳钢材料结构件,其表面涂有纳米涂层材料。所述的导热介质为空气、有机溶剂或导热油之一。所述的盒式集热器3内部由若干个栅板301分割出若干个集热槽302,栅板301沿盒式集热器3的长度方向设置,并按宽度方向阵列排布,栅板301在长度方向上与盒式集热器3的内壁留有间隙,保证内部的导热介质可以在整个盒式集热器中流动。所述的盒式集热器3之间通过横向接管303及纵向接管304连通,以保证导热介质能在整个盒式集热器阵列中流动。本实用新型的有益效果:1、本实用新型的盒式集热器,结构简单,成阵列式分布,可最大程度的覆盖光伏电池板的背面面积,采集热量面积大,有效降低光伏电池板的温度,提高光电转换效率。2、本实用新型的盒式集热器外覆盖有隔热层,减少对外的热量耗散。3、本实用新型通过采用单向阀门,保证单向的热量传递,避免热量回流。4、本实用新型的盒式集热器的材料为铝及铝合金或碳钢材料,表面涂纳米涂层材料,导热介质为空气、有机溶剂、导热油等,保证在冬天零度以下的户外盒式集热器内的导热介质不发生冻结。附图说明图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的盒式集热器的外观示意图。图3为本实用新型的盒式集热器纵向剖视图。图4为本实用新型的盒式集热器内部结构示意图。图中:1、光伏电池板;2、导热硅胶层;3、盒式集热器;4、隔热层;5、安装座板;6、光伏接线盒;7、光伏控制器;8、蓄电池;9、单向阀门;10、换热器;11、微处理器;12、回流管道;101、导热介质入口;102导热介质出口;103、进水口;104出水口;111、高温感应器;112、水温感应器;301、栅板;302、集热槽;303、横向接管;304、纵向接管;901导热介质汇流口;902、阀门上游导管;903、阀门下游导管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1-4所示。一种太阳能光伏发电余热回收装置,它包括光伏电池板1、盒式集热器3、隔热层4、安装座板5、光伏接线盒6、光伏控制器7、蓄电池8、单向阀门9、微处理器11、换热器10和回流管道12,如图1所示,盒式集热器3通过导热硅胶2粘贴在光伏电池板1的背面,多个盒式集热器3在光伏电池板1背后成阵列排布,整个盒式集热器阵列外包裹有隔热层4,光伏电池板1、盒式集热器3、隔热层4都安装在安装座板5上,整个盒式集热器阵列内充斥着可流动的液体导热介质,液体导热介质收集光伏电池板背面的热量,并通过单向阀门9输送到换热器10中用于加热冷水,在换热器10中被加热的水被输送到需使用热水的场所,而完成换热的导热介质通过回流管道12重新回到盒式集热器3中;所述的单向阀门9由微处理器11控制,所述微处理器11收集盒式集热器内导热介质的温度和换热器内进入的冷水的温度,当导热介质的温度高于冷水的温度时,微处理器打开单向阀门9,反之则关闭;光伏控制器7与光伏接线盒6电连接,再与蓄电池8电连接,光伏接线盒6与光伏电池板1电连接,光伏控制器7将光伏电池板1产生的电量储存于蓄电池8内,蓄电池8再通过光伏控制器7为单向阀门9和微处理器11供电。详述如下:如图1及图3所示,盒式集热器3通过导热硅胶层2紧密粘贴在光伏电池板1的背面,盒式集热器的大小、尺寸、数量根据光伏电池板的尺寸决定,目的是使盒式集热器3尽可能的覆盖光伏电池板1的背面。盒式集热器3为一长方体金属盒,内部由栅板301分隔出若干集热槽302,集热槽302内充斥着液体导热介质,多个盒式集热器在光伏电池板背后成阵列排布,相互之间通过横向接管303和纵向接管304连通(如图2)。在光伏发电的过程中,液体导热介质在盒式集热器中流动,充分吸收光伏电池板产生的热量、降低光伏电池板的温度,有助于提高光伏电池板的发电效率。盒式集热器3外部包裹有隔热层4,隔热层4用于减少盒式集热器3对外的热量散失,安装座板5用于将光伏电池板1、盒式集热器3、隔热层4固定安装为一整体,并便于安装在光伏支架上。如图1所示,盒式集热器3通过吸收光伏电池板1的热量加热其内部充斥的液体导热介质,被加热的导热介质在多个盒式集热器3中流动,最终汇集在导热介质汇流口901,并通过阀门上游导管902流入单向阀门9。单向阀门9受微处理器11控制,为一单向导流装置。单向阀门9通过阀门下游导管903与换热器10上的导热介质入口101相连。导热介质通过导热介质入口101进入换热器的壳程,冷水通过进水口103进入换热器的管程,导热介质和冷水在换热器10中进行能量交换,热水从出水口104流出供用户使用,完成换热的导热介质从导热介质出口102流出,通过回流管道12流回盒式集热器3中,再次回收光伏电池板的热量由于加热冷水,如此循环往复。所述单向阀门9为一单向导流装置,受微处理器11控制,所述微处理器11连接有高温感应器111(温度传感器)和水温感应器112(温度传感器),高温感应器111用于测量盒式集热器中流出的导热介质的温度,水温感应器用于测量进入换热器的冷水的温度,微处理器11比较这两个感应器测量到的温度,当导热介质的温度高于冷水的温度时,微处理器11控制单向阀门9打开,反之则关闭。图1中电器设备的用电来自光伏发电,光伏控制器7与光伏接线盒6电连接,再与蓄电池8电连接,光伏接线盒6与光伏电池板电连接,光伏控制器7将光伏电池板发电的电量储存于蓄电池8内,蓄电池8再通过光伏控制器7提供单向阀门9和微处理器11的用电。如图3及图4所示,盒式集热器3为一长方体金属盒,多个盒式集热器3在光伏电池板1背后成阵列排布,尽可能的覆盖光伏电池板的背部面积,在盒式集热器3内部由若干个栅板301分割出若干个集热槽302,栅板301沿盒式集热器3的长度方向设置,并按宽度方向阵列排布,栅板301在长度方向上与盒式集热器3的内壁留有间隙,保证内部的导热介质可以在整个盒式集热器中流动。每个盒式集热器3之间通过横向接管303及纵向接管304连通,如此,导热介质便可以在整个盒式集热器阵列中流动。为了保证导热介质在常温下能充分吸收光伏电池板的热量,同时在冬天零度以下的户外不发生冻结,本实用新型选用的盒式集热器3的材料可为铝及铝合金或碳钢材料,同时在其表面涂有纳米隔热涂层材料。导热介质为可为空气、有机溶剂或导热油之一。本实施例仅对本实用新型的优选的技术方案进行描述,并非是对本实用新型保护范围的限定,本领域技术人员应明白在不脱离本实用新型设计构思内的改进均应落入本实用新型的保护范围。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
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