[发明专利]一种新型相变型高效光伏系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型相变型高效光伏系统，光伏技术领域。

背景技术

随着全球太阳能发电技术进步和产业规模的扩大，太阳能将成为重要的可再生能源之一。太阳能电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器材。在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前景的新型能源。

在实验室条件下，光伏板仅有不足15-20%光能转化为电能，转化效率较低，其余能量除了散失都转化为了热能，这些热能大部分被光伏组件自身吸收，使光伏板的工作温度升高，甚至高达80℃。研究表明，晶体硅太阳能电池板温度每升高一度效率将下降0.4-0.65%。过高的温度不仅会降低太阳能电池板的工作效率，同时，也会降低太阳能电池板的使用寿命。

常规的光伏组件的结构，从上至下依次为：玻璃板、上层封装材料、太阳能电池片、下层封装材料及背板。这种结构简单，但是无法解决散热问题，导致光伏板寿命不高，效率下降。

相变材料在状态改变时需要大量的热交换，可作为能量存储器。这种特性在节能，温度控制等领域有着极大的意义。相变材料减少了储热设备体积，弥补太阳能受地理和气候影响的缺陷。利用相变材料的这种性质，可以进行热能的储存和交换。

发明内容

目的：为了克服以上不足，考虑现实情况的需求，本发明提供了一种新型相变型高效光伏系统，利用相变微胶囊强化热传递，通过水循环持续吸收光伏板持续散发出来的热量，并实现余热利用，同时采用监测控制系统，即时冷却光伏板，使光伏板效率最大化。

本发明的技术方案如下：

一种新型相变型高效光伏系统，包括PV/T装置、外管道、循环泵、水箱，所述PV/T装置、水箱和循环泵通过外管道按顺序连接形成循环，所述水箱与用水端连接；

其中，所述PV/T装置包括前置玻璃板、光伏电池板、导热粘结层、定型相变材料层、扁形流体通道、上集热管、下集热管、隔热层和外壳，所述前置玻璃板和外壳将其他部件封装在内部，所述光伏电池板设置在前置玻璃板下方，所述导热粘结层涂覆在光伏电池板背面，所述导热粘结层下方设有定型相变材料层，所述扁形流体通道位于定型相变材料层下方，所述扁形流体通道与外壳之间设有隔热层，所述上集热管和下集热管分别设置在扁形流体通道的两端，且与扁形流体通道连通，所述上集热管通过外管道与水箱的流体入口连接，所述下集热管通过外管道与循环泵连接，所述光伏电池板与电网连接，将转化后的电能传输至电网。

优选地，所述定型相变材料层包括泡沫铜和相变微胶囊，所述相变微胶囊将泡沫铜紧密包覆，且相变微胶囊深入泡沫铜空隙。

优选地，所述相变微胶囊包括内部囊心和外部壁材，所述外部壁材将内部囊心完全包覆在内部，且相变微胶囊粒径在2-1000微米之间。

优选地，所述内部囊心的相变材料为结晶水合盐、石蜡类、脂肪酸类或聚乙二醇中的任意一种或几种，所述外部壁材的材料为高密度聚乙烯、石墨、聚丙烯或橡胶中的任意一种或几种。

优选地，所述扁形流体通道包括上层吸热板、下层板和焊接线，所述上层吸热板设置在定型相变材料层下方，所述下层板铺设在隔热层上方，所述焊接线设置在上层吸热板和下层板之间，将上层吸热板和下层板分隔出若干个通道，形成扁形流体通道。

优选地，所述上层吸热板和下层板由铝合金制成，所述导热粘结层采用的导热材料为含银硅脂，所述外管道为铝塑材质，并在外部包有泡沫塑料或石棉。

优选地，所述水箱包括箱体、流体入口、流体出口、冷水入口、热水出口、盘管和保温层，所述保温层铺设在箱体内壁四周，所述盘管设置在箱体内，且盘管两端分别设有流体入口和流体出口，所述流体入口通过外管道与上集热管连接，所述流体出口与循环泵连接，冷水入口和热水出口设置在水箱两端，且水流方向与盘管内流体流向相反。

优选地，所述盘管呈蛇形盘曲在水箱内。

优选地，所述保温层由内至外依次为不锈钢、保温板和防护层，且所述不锈钢内层涂抹保温涂料，所述保温板由聚苯乙烯泡沫塑料、石棉或聚氨酯材料制成。

优选地，所述PV/T装置和循环泵之间设有监测控制系统，包括热电偶探头、数据采集器和单片机控制系统，所述热电偶探头设置在光伏电池板与导热粘结层之间，且热电偶探头的线头从泡沫铜和导热粘结层之间伸出，与数据采集器连接，所述单片机控制系统分别与数据采集器和循环泵连接，由单片机控制系统根据数据采集器采集温度信息对循环泵进行控制。