[实用新型]采用热管散热的光伏光热构件

说明书

技术领域

 本实用新型涉及光伏发电及建筑材料技术领域，特别涉及一种采用热管散热的光伏光热构件。

背景技术

光伏建筑一体化（BIPV）是在建筑中减少不可再生资源消耗的重要手段，光伏构件将光伏电池与建筑材料紧密结合，已成为BIPV的一个发展趋势。对光伏构件的性能要求是在满足隔热保温等建筑性能的同时，还要满足发电性能，但光伏构件在工作过程中会导致光伏电池温度升高，而光伏电池的发电效率是因温度升高而降低的，因而光伏构件的散热成为亟待解决的关键问题。

近年来，人们对光伏电池的散热做了大量的研究。传统的光伏电池散热技术有风冷法、水冷法等方法。风冷法结构简单，投资小，对电池有一定的冷却效果，但是由于空气比热容较小，风冷对流换热系数较低，冷却效果不理想，而且在强制对流时风扇还需要消耗额外的电能，并受到各种安装条件限制，在玻璃幕墙或建筑外墙上很难安装强制对流装置或预留充足的通风空间。相对于风冷而言，水冷散热效率有显著提高，但是散热装置比较复杂，成本也较高，一般还需要消耗泵的能量，而且存在漏水、管板破裂、散热不均等问题，不是建材型光伏构件散热的理想方式。

对于应用面最为广泛的光伏真空玻璃构件及光伏瓦，采用常规的风冷及水冷的方式已不能满足使用的要求。具有内置光伏电池片的真空玻璃光伏构件是光伏幕墙最典型的一种结构，由于其散热性能差，严重影响了光伏电池的发电效率，使其应用受到极大的限制，并且很难采用风冷或水冷的方式进行冷却。因此，如何能够使光伏构件在满足建筑隔热保温性能的同时，实现光伏构件高效散热，大大降低光伏电池工作时的温度，提高光伏电池的发电效率，并且有效利用光伏电池产生的热量产生热水，已经成为建材型光伏构件广泛应用的一个急需解决的难题。突破这个瓶颈，对加速BIPV的发展进程具有重要意义。

发明内容

针对传统的散热方式不能满足建材型光伏构件散热要求的这一现状，本实用新型提供一种采用热管散热的光伏光热构件，可以使光伏电池高效散热，大大降低光伏电池工作时的温度，提高光伏电池的发电效率，具有结构简单、易于安装、发电量大、用途广泛等优点，既满足光伏构件隔热保温等建筑性能要求，又满足光伏构件发电性能的要求，还能为建筑提供热水，可以方便地实现光伏、光热与建筑一体化，是一种实用的新型建材型光伏光热构件。

本实用新型提供的一种采用热管散热的光伏光热构件，主要由光伏组件、热管散热机构、隔热腔、密封胶和底板组成；热管散热机构由热管和导热通道连接而成；光伏组件与热管紧密贴合，光伏组件与底板平行放置，四周用密封胶密封连接，形成隔热腔，热管处于隔热腔内的部分为蒸发端，与光伏组件的背板紧密贴合连接，热管伸出隔热腔以外的部分为冷凝端，与导热通道连接。

本实用新型所述热管优选微热管，特别优选板式微热管，板式微热管内有多排平行排列的微通道，微通道内灌有起相变传热的流动工质。所述底板为玻璃、高分子材料或金属材料。所述光伏组件主要由玻璃、光伏电池及背板依次贴合组成，其中光伏电池为晶硅电池或非晶硅电池。所述光伏光热构件的外形尺寸符合建筑模数的要求。所述导热通道的横截面形状为圆形、方形或其它任何形状。

以下对本实用新型进一步补充说明。

所述隔热腔由光伏组件与底板经过四周密封组成，隔热腔可以是以下四种情况：           

（1）隔热腔全部为真空；

（2）隔热腔全部为中空；

（3）隔热腔为真空和保温材料填充相结合或中空和保温材料填充相结合；

（4）隔热腔全部为保温材料填充。

所述热管的冷凝端与导热通道连接方式为以下两种情况之一：

（1）热管的冷凝端直接插入到导热通道中，热管壁与导热通道内循环液体直接接触；

（2）热管的冷凝端与导热通道的外壁相贴合，热管与导热通道的循环液体间接接触。

所述隔热腔四周放置隔离块，固定好后用密封胶将四周密封，中间抽成一定程度的真空，或在中空状态放置干燥剂来吸收水蒸气，保证隔热腔干燥。这样隔热腔既起到隔热保温的作用，又能防止水雾产生，延长了光伏电池使用寿命。

所述光伏光热构件在有阳光照射情况下，光伏电池在发电同时产生热量，通过热管散热机构中热管的蒸发端吸收热量，降低光伏电池的工作温度，提高发电效率。热管的冷凝端与导热通道相连，热管吸收的热量在其冷凝端放热，通过导热通道中的循环流动液体将热量带走，并加以利用，产生热水。

所述光伏光热构件的相邻两个构件的导热通道可以是相联的，其中流动液体形成一个循环。