[实用新型]基于具有高导热率铝合金材料的BIPV构件

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能发电设备领域，具体涉及到光伏建筑一体化集成系统，特别指一种基于具有高导热率(在相同光照强度下，本实用的实际工作一小时温度变化为35℃-40℃，市场上的成品单晶硅组件的温度变化为55℃-60℃，温度变化可以缩小20℃-25℃)铝合金材料的BIPV(光伏建筑一体化)构件。该设计具有高效的散热功能，能够有效减少光伏发电单元的输出功率损失。

背景技术

随着世界电气化时代和经济全球化的高速发展，对传统化石燃料的消耗逐渐增多，导致可用化石燃料的剧减，太阳能作为绿色清洁能源成为近年来许多国家大力开发的对象，太阳能利用技术已经在国民生活中得到了大力普及。尤其是在提倡绿色建筑与节能环保的趋势下，光伏建筑一体化以其独特的优势受到世界各国的高度重视。主要体现在：它可以将光伏材料与建筑设计完美结合，可以在原有建筑面积的基础上构建光伏材料与新型装饰材料相结合的光伏幕墙等，实现建筑物自身利用太阳能产生电能，甚至可以实现太阳能发电和太阳能热水的完美融合。

商用的太阳能光伏电池由于电池表面的反射和材料本身的透光率影响，会损失约80％的太阳能。在实际工作过程中，随着工作温度的升高，光伏组件的输出功率相应的逐渐减小，为了抑制光伏组件的工作温度升高增加输出功率，光电光热一体化装置应运而生。它主要通过利用冷却水循环的方式，实现光伏组件的冷却处理，从而在同等工作时间内有效增加电能输出。综合太阳能发电和热水原理，光电光热一体化装置采用胶黏技术将光伏组件与集热器组合在一起,不仅可有效降低组件的工作温度、确保其光电转换效率、延长使用寿命,而且可获得一定温度的热水，从而实现高效、低成本太阳能光电-光热的综合利用为了提高太阳能的利用率。此外还可以有效控制光伏电池及其组件的工作温度，尽量避免过热现象导致的性能下降或失效问题。

采用建筑用平板铝材作为光伏电池及其组件的散热基底具有重要的意义。铝材价格低廉，且加工方便。铝因其密度低，质软易于加工，导热率高且表面易形成致密氧化膜而实现导体到绝缘体的转变而不引起导热率的巨大衰减，故而成为建筑材料的首选。伴随绿色建筑行动方案的出台和分布式发电市场的扩大，对发展光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics，BIPV)技术及其新的建筑构件，从发电效率、工程化能力及其使用寿命提出了更为苛刻的要求。

近年来，一些国外具有重要影响的企业(比如Nanosolar公司)也有采用铝质材料作为基底用于制备光伏薄膜电池的工作，进而发展更加廉价的光伏电池产品。但是，采用铝质中空复合材料作为散热部件与太阳能电池构成BIPV构件未见报道。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种能利用平板铝基本结构特性，实现对于BIPV构件进行有效的降温的基于具有高导热率铝合金材料的BIPV构件。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于具有高导热率铝合金材料的BIPV构件，该构件包括平板铝基底层、缓冲连接层、由多个光伏组件单元构成的光伏组件层和透明覆盖层；所述的铝基底层处于最下方，所述的缓冲连接层位于平板铝基底层的上方，所述的光伏组件层位于缓冲连接层中间，所述的透明覆盖层设置于缓冲连接层的上方；所述的平板铝基底层的上表面与缓冲连接层的下表面相贴合，所述的透明覆盖层的下表面与缓冲连接层的上表面相贴合；所述的平板铝基底层为阳极氧化铝构成的基底层。

采用该结构，以金属装饰铝材作为基底，不仅可以降低BIPV构件的集成成本，而且能够增强系统整体的柔韧性。此外，金属铝型材即平板铝基底层基底材料，具有高的光反射率和热传导率，不仅可以进一步加强太阳光的利用率，也有利于提高构件的散热能力。更为重要的是本实用新型利用阳极氧化铝作为平板铝基底层作为光伏构件的基底层，实现对于光伏发电单元进行降温，可以减少光伏发电单元的输出功率损失。

作为优选，本实用新型的平板铝基底层的厚度为0.5-5mm，优选为2mm；采用该结构一来可以充分将电池组件的热量及时、快速的传送出去，保证电池片性能的正常运作；其次，还可以减轻整个构件的重量和制作成本，同时增加构件的韧性和牢固强度。

作为优选，本实用新型所述的缓冲连接层的厚度在0.1-1mm；采用该厚度的缓冲连接层具有较高的透光率和低的吸收率，能最大程度的提高构件的热电转换效率。

作为优选，本实用新型所述的阳极氧化铝基底层的阳极氧化获得的氧化层厚度在0.001-0.5mm；采用该厚度防止铝材进一步氧化。