[发明专利]一种发电集热幕墙及采用该幕墙的太阳能发电集热系统

说明书

技术领域

本发明属于平板型太阳能集热器领域，尤其是涉及一种发电集热幕墙及采用该幕墙的太阳能发电集热系统。

背景技术

玻璃幕墙作为一种美观新颖的建筑墙体装饰方式，普遍应用于城市的高层建筑中。现有的发电式玻璃幕墙大多采用玻璃与硅晶片的组合形式，除了具有一定的装饰效果外，还能满足日常的供电需求。其原理是利用硅晶片在太阳光的照射下，使其产生电子空穴对，并在PN结上产生光电流和光电压，实现太阳能的光电转换。但是在上述过程中，随着工作时间的延长硅晶片所处的环境温度越来越高，势必导致其发电效率的降低。因此，如何对硅晶片进行有效的散热以提高玻璃幕墙的发电效率已然成为本技术领域亟待解决的技术问题。

此外，现有的太阳能发电或供热设备往往只能实现单一的功能，尤其在夏季，由发电时集聚的热量要缩短硅晶片使用寿命，还将要影响玻璃幕墙的隔热功能，而额外增加室内降温成本。如何兼顾发电和供热，并使硅晶片在发电时基本保持低温以确保其发电效率，也是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的之一是提供一种发电集热幕墙，解决现有幕墙发电效率不高的问题。

此外，本发明的另一个目的是提供一种太阳能发电集热系统，解决现有系统不能兼顾发电和供热的问题。

针对发电集热幕墙这一主题，本发明所采用的技术方案是：一种发电集热幕墙，包括框架本体，以及安装在框架本体前后两侧的前玻璃和后玻璃。其中，在前玻璃的背面设置有呈阵列式分布的硅晶发电片，其排列和密度需兼顾采光发电需要两者平衡选择。硅晶发电片的背面贴合有微孔超导片，在硅晶发电片与微孔超导片之间还装设有换热流道。微孔超导片的上下两端端部密封，其内部设置有一组竖直排列的超导液微孔通道，超导液微孔通道内密封灌有超导液；该微孔超导片上还设有与换热流道相适配的微孔超导片弯曲段，该微孔超导片弯曲段包住换热流道的外部。在硅晶发电片的布置上需要兼顾幕墙的透光性，因此优选为竖直间隔排布。换热流道的材质优选为铝管。采用上述技术方案，通过在硅晶发电片的背面紧贴有微孔超导片，换热流道优选设置在微孔超导片的上端，使得硅晶发电片工作时产生的热量被超导液吸收，此吸热过程中超导液微孔通道内部的超导液发生相变并迅速地将热量传递至与其相连的换热流道，由于换热流道内部初始时为较冷介质，因此热量又再次被换热流道内的较冷介质吸收并转变成较热介质，热量汇流传递到储热水箱下部盘管进行热交换，而换热流道的传导介质被冷却后又重新相变回液体状态，等待重新被汽化，如此循环以实现对硅晶发电片的持续散热降温，所收集的热能可供生活热水，进而提高幕墙的发电兼集热的综合效率。

作为本发明的进一步改进，上述换热流道呈U形，并且其两端贯穿后玻璃突出设置，在换热流道与后玻璃的连接处还设有防止换热流道晃动并提高密封性能的密封胶圈。当然，换热流道的形状不限于U形，也可以为直线形，S形等其他形状。

进一步的，硅晶发电片竖直间隔排列。微孔超导片中超导液微孔通道的截面呈圆形、方形或椭圆形。在前玻璃与后玻璃之间还设置有用于隔热的抽真空区域。

为了防止换热流道暴露在外部影响美观，在硅晶发电片的上下两端横向间隔设有一组盖板，该盖板优选为硅晶片盖板。

针对太阳能发电集热系统这一主题，本发明采用的技术方案是：一种太阳能发电集热系统，其包括储热水箱，设置在储热水箱内部的换热盘管，在储热水箱上设置有进水口和出水口，还包括与换热盘管两端通过循环管路相连的发电集热器。具体的，发电集热器包括并联设置的一组前述发电集热幕墙，当然实际使用时，发电集热幕墙的连接方式也可以采用混联的方式为最佳，换热盘管两端的管路分别对应连接在换热流道的两端。在前述管路上还设有一循环泵，以实现上述换热流道、管路和换热盘管内部介质的循环。如前面所述，初始状态时换热流道的一端通过冷水管道与换热盘管的一端相连，经过微孔超导片的热传递后，其另一端经热水管道连至换热盘管的另一端，实现对换热盘管热源的循环供应，与此同时换热盘管对储热水箱内部的水源进行加热，实现热量的收集。优选的，可以在储热水箱和出水口上均包覆一层保温棉，以防止热量的流失。