一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法，属于光伏组件应用领域。
【背景技术】
[0002]目前，对太阳能的开发利用主要集中在光伏发电和太阳能集热的两个方面。但单纯的光电系统太阳能利用率低、转换效率受温度影响大；单纯的光热系统能源品质低，因此对太阳能资源进行更充分的综合利用，是太阳能应用领域的重要方向。
[0003]将太阳能电池板和集热器结合，在太阳能转化为电能时，通过集热器中的换热介质及时传导出光伏电池的热量，既能降低光伏组件温度提高光电转化率，还能产出热能。这种能同时产生电能和热能能对太阳能实现更高效综合利用的光伏光热((PV/T) —体化系统((Photovoltaic-thermal solar collector system)与单独的分布式光伏发电系统或者太阳能集热系统相比，具有需求空间小、效费比高、太阳能的综合利用效率高等优点，是优化利用太阳能的必然发展途径。
[0004]目前太阳能光伏发电系统已得到普遍应用，因此在已安装的光伏发电系统基础上加装光热功能套件实现光伏光热一体化具有重大意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对现有的光伏发电系统，发明一种光热套件，可以在普通光伏发电系统的基础上实现光伏光热功能一体化功能，提高系统对太阳能的综合利用。
[0006]本发明的技术方案是，提供一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法，通过固定机构使换热器固定在光伏组件的背面，换热器与光伏组件之间设导热板，换热器的四周设侧面保温层，换热器和固定机构之间设背面保温层；所述固定机构包括固定板、横梁和支撑板，在横梁中间通过套有弹簧的螺杆将支撑板固定在固定板的中心，横梁的两端通过螺杆将固定板、换热器和导热板串接并固定在光伏组件的背面。
[0007]进一步地，所述导热板为绝缘导热板。
[0008]进一步地，所述换热器上设有换热介质入口和换热介质出口。
[0009]进一步地，所述换热器内的换热介质为水。
[0010]进一步地，所述螺杆上均设有与螺杆配合的紧固螺母；在套有弹簧的螺杆上还套有控制弹簧伸缩量的定位螺母。
[0011]进一步地，所述横梁的两端的螺杆固定在光伏组件边框的接地螺孔上。
[0012]进一步地，所述定位螺母和紧固螺母下面设有弹簧垫圈。
[0013]进一步地，所述导热板的厚度不超过5毫米。
[0014]进一步地，所述换热器为长方体结构，其厚度为10?40毫米。
[0015]进一步地，所述固定板上设加强筋。
[0016]本发明设计一种平板换热系统，并将其牢固的紧密贴合在普通光伏组件背板上，实现为组件降温并导出热能的功能。
[0017]绝缘导热板一般选取电阻率大、导热率高且具有弹性形变能力的材料，如绝缘导热硅胶板等，其厚度应在5_以下，功能为导出光伏组件背板的热量并传递给换热器。
[0018]换热器为扁平立方体容器，其上表面贴合住光伏组件背板且应尽量覆盖最大面积，可选用铝型材、钢材等高导热率材料。换热器内部为液体换热系统，换热系统可为直接换热型或间接换热型，厚度视具体组件尺寸而定，一般在10?40mm之间，其功能为收集绝缘导热板传导出的热能，通过换热器加热从换热介质入口流入的换热介质，并通过换热介质出口导出，换热介质入口和换热介质出口的数量均可为一个或多个。
[0019]换热器的侧面与背面的保温层均选用聚氨酯板、发泡聚苯乙烯板等低导热率材料，其功能为降低系统的热损。固定板为硬质平板，如玻璃、铸铁等材料，其中间可有加强筋，为换热器提供均匀受力面。
[0020]固定机构使换热系统既能紧密贴合光伏组件背板又不对光伏组件造成损坏。定位螺母为设在弹簧与横梁之间的承力，可以通过旋动调节弹簧自身位置来调整弹簧的伸缩量，控制支撑板对固定板的压力；紧固螺母将横梁紧固在光伏组件边框上。定位螺母和紧固螺母最好设有弹簧垫圈。横梁的两端的螺杆固定在光伏组件边框的接地螺孔上，从而不需要在光伏组件边框上额外打孔固定。
[0021]本发明的有益效果是，在已经制作好的光伏组件上设置光热系统，将热量导出利用；通过组件自身的接地孔固定连杆，不用额外打孔；通过弹簧调节适当的压力；通过背部的固定板保证内部受力均匀。
【附图说明】
[0022]图1表示本发明提供的光伏光热一体化的立体结构示意图。
[0023]图2表示光伏光热一体化结构中固定机构的立体示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
[0025]本实施例提供一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法，其立体结构示意图如图1所示，图中已将各部件分开画出，包括换热器3和使换热器3固定在光伏组件I背面的固定机构，换热器3与光伏组件I之间设导热板2，换热器3的四周设侧面保温层4，换热器3和固定机构之间设背面保温层5 ;如图2所示，所述固定机构包括固定板6、横梁7和支撑板8，在横梁7中间通过套有弹簧9的螺杆10将支撑板8固定在固定板6的中心，横梁7的两端通过螺杆10将固定板6、换热器3和导热板2串接并固定在光伏组件I的背面。
[0026]本实施例使用的导热板2为厚度4_的导热硅胶膜；换热器3选用铝制扁平长方体换热水箱，厚度25_ ;侧面保温层4和背面保温层5选用发泡聚苯乙烯材料，对换热箱2的侧面及背面进行隔热包裹；固定机构选用不锈钢材料固定连接。
[0027]以较为通用的边框尺寸为1640 X 992 X 40 (mm)光伏组件为例，安装步骤如下:将光伏组件I背面朝上放置，并将侧面保温层4填充入组件边框护沿内；紧贴组件背板平铺绝缘导热板；将换热介质入口 31、换热介质出口 32朝外，放入换热器3 ;盖上背面保温层5，并使换热介质入口 31与换热介质出口 32从预留孔穿出；盖上固定板6，并使换热介质入口 31与换热介质出口 32从预留孔穿出；在螺杆10上套入弹簧9和定位螺母11并将支撑板8平放于固定板6的中心部位；将横梁7中部的圆孔套入中间的螺杆10后，在横梁7两端螺孔与组件背侧护沿的螺孔(即接地螺孔)对准，插入螺杆10，在横梁7两端及中间的螺杆10均套上弹簧垫圈并用紧固螺母12固定。
[0028]所述光伏瓦连接防水结构排列的光伏瓦阵列，在便捷、低成本的条件下实现了对传统光伏系统的改造实现了光电光热一体化，有效提高了系统对太阳能的综合利用率。
[0029]该光伏光热一体化结构由套件组合而成，装拆只需松紧螺栓、螺丝即可完成。在组件需要安装或出现故障维修时，大大提高了工作效率，节省了工作时间。
【主权项】
1.一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法，其特征在于，通过固定机构使换热器(3)固定在光伏组件(I)的背面，换热器(3)与光伏组件(I)之间设导热板(2)，换热器(3)的四周设侧面保温层(4)，换热器(3)和固定机构之间设背面保温层(5);所述固定机构包括固定板(6)、横梁(7)和支撑板(8)，在横梁(7)中间通过套有弹簧(9)的螺杆(10)将支撑板(8)固定在固定板(6)的中心，横梁(7)的两端通过螺杆(10)将固定板￠)、换热器(3)和导热板(2)串接并固定在光伏组件(I)的背面。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导热板(2)为绝缘导热板。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换热器(3)上设有换热介质入口(31)和换热介质出口(32)。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换热器(3)内的换热介质为水。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述螺杆(10)上均设有与螺杆(10)配合的紧固螺母(12);在套有弹簧(9)的螺杆(10)上还套有控制弹簧(9)伸缩量的定位螺母(Il)06.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横梁(7)的两端的螺杆(10)固定在光伏组件(I)边框的接地螺孔上。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位螺母(11)和紧固螺母(12)下面设有弹簧垫圈。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导热板⑵的厚度不超过5毫米。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换热器(3)为长方体结构，其厚度为10?40毫米。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定板(6)上设加强筋。
【专利摘要】本发明公开了一种在光伏组件上实现光伏光热一体化的方法，该方法通过固定机构使换热器固定在光伏组件的背面，换热器与光伏组件之间设导热板，换热器的四周设侧面保温层，换热器和固定机构之间设背面保温层；所述固定机构包括固定板、横梁和支撑板，在横梁中间通过套有弹簧的螺杆将支撑板固定在固定板的中心，横梁的两端通过螺杆将固定板、换热器和导热板串接并固定在光伏组件的背面。该方法将已经制作好的光伏组件上设置光热系统，将热量导出利用；通过组件自身的接地孔固定连杆，不用额外打孔；通过弹簧调节适当的压力；通过背部的固定板保证内部受力均匀。
【IPC分类】H02S40/44
【公开号】CN105141252
【申请号】CN201510392767
【发明人】李康依, 杨志权, 张福家, 黄岳文, 杨摇, 李瑫, 黄浩
【申请人】湖南红太阳新能源科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月7日