[发明专利]一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，属于光伏技术领域。

背景技术

太阳能电池是通过太阳光激励半导体中的电子产生移动而产生电能的，其中光线进入电池后，能量大于“禁带”宽度的光子（波长小于截止波长的光子）被太阳能电池吸收产生电子-空穴对，但还有一部分光线在短时间内以热的形式传给了半导体晶格；能量小于“禁带”宽度的光子不能产生空穴对，而在太阳能电池中以热量的形式损失掉。对于硅太阳能电池，该损失占入射太阳光总能量的53%.一般的硅电池在波长为700-1100nm的光照条件下光电转化效率可以达到50%以上，而在这个波段区间之外电池的光电转换效率则较低。其中波长在700-1100nm之外的光线大部分转化为热能，这部分能量是造成太阳能电池板温度升高的主要原因，而温度升高对太阳能电池板的光电转换效率有很大的影响。如何解决太阳电池板温升导致光电转换效率降低的问题是提高太阳能电池效率的关键。

发明内容

目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，采用分离式纳米流道，采用不同的纳米流体对太阳能电热联用装置产生的热量进行分层次吸收，对比传统PV/T装置有着更加高效的散热作用，并能够大幅度提高系统光伏热综合利用效率。

本发明的技术方案如下：

一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，包括PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第二纳米流体箱、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一流量计、第二流量计、第一热电偶、第二热电偶、第一管道、第二管道、冷水箱、冷水管道、第三蠕动泵、第四蠕动泵、 热水管道；其中，所述PV/T集热板、换热水箱、第一纳米流体箱、第一蠕动泵、第一流量计和第一热电偶通过第一管道按顺序连接形成循环，所述PV/T集热板、换热水箱、第二纳米流体箱、第二蠕动泵、第二热电偶和第二流量计通过第二管道按顺序连接形成循环，所述冷水箱通过第三蠕动泵由冷水管道连通换热水箱，所述换热水箱通过第四蠕动泵由热水管道与生活热水端连通，所述换热水箱下端通过水阀连通出水口，所述第一流量计和第一蠕动泵之间以及第二蠕动泵和第二热电偶之间均设有一水阀。

优选地，所述PV/T集热板包括PV板、滤光流道、背板散热流道、空气夹层和保温层，所述滤光流道由上、下两块高透光石英玻璃板作为流道壁面，所述PV板设置在滤光流道下方，且滤光流道与PV板之间设有空气夹层，所述PV板下方设有背板散热流道，所述背板散热流道的下方设有保温层，所述滤光流道的两端通过第一管道分别连接第一热电偶和换热水箱，所述背板散热流道的两端通过第二管道分别与第二流量计和换热水箱连接，所述PV板与光电单元连接，用于对PV板所产电能进行储存与利用。

优选地，所述第一纳米流体箱和第二纳米流体箱上均设有纳米流体添加口。

优选地，所述第一纳米流体箱中的第一纳米流体为平均粒径为15nm的二氧化硅纳米颗粒配制的稳定悬浮液。

优选地，所述第二纳米流体箱中的第二纳米流体为平均粒径为20nm的铜纳米颗粒配制成的稳定悬浮液。

有益效果：本发明提供一种基于纳米流体的太阳能电热联用装置，将太阳能光电利用和光热利用有机地结合起来，不仅解决了太阳能电池板的温升问题，还能将太阳辐射产生的余热利用起来，从而提高对太阳能的综合利用效率,此外由于纳米流体对太阳辐射有着选择性吸收特性，其可将近红外以及红外辐射几乎完全吸收，进一步提高了太阳能电池光电转换效率。

附图说明

图1是本发明分离流道式PV/T系统原理图。

图2是PV/T集热板简图。

图中：PV/T集热板1、PV板1-1、滤光流道1-2、背板散热流道1-3、空气夹层1-4、保温层1-5、玻璃板1-6、纳米流体进口1-7、纳米流体出口1-8、换热水箱2、第一纳米流体箱3、第二纳米流体箱4、第一蠕动泵5、第二蠕动泵6、第一流量计7、第二流量计8、第一热电偶9、第二热电偶10、第一管道11、第二管道12、冷水箱13、冷水管道14、第三蠕动泵15、第四蠕动泵16、 热水管道17、水阀18、纳米流体添加口19。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。