專利名稱：太陽光電熱能量轉換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種能源技術領域的裝置，具體是一種太陽光電熱能量轉換器。
背景技術：
當前能源日益緊張和環保問題日益突出，太陽能作為可再生清潔能源的開發與利用已經被全球性地提上了工業化的議程。隨著材料科學與基礎工業的進步，如何有效利用太陽能的理論研究和實用技術開發均有了長足的發展，但是就當前的技術現狀來看，仍然存在著阻礙太陽能高效轉換與利用的技術瓶頸。
經對現有技術文獻的檢索發現，“太陽能建材技術的研究與開發(I)——光伏屋頂熱性能的調查”(趙春江、崔容強，太陽能學報，2003年第24卷第13期)，從如何開發太陽能屋頂一體化技術出發，根據在大規模應用中節省建材和施工費及追求建筑美觀的意圖出發，對電池組件作為建筑模塊使用時其背面溫度的上升規律及對太陽電池性能的影響進行了實驗研究，經實際測定并討論了太陽電池背面溫度與太陽輻照度、環境溫度的關系，提出在推行光伏屋頂一體化技術中有兩種類型可以采用一種是光伏建材一體型，一種是光伏建材型。所謂光伏建材一體型太陽電池是生產廠預先把太陽電池安裝在普通屋頂建材上，然后同普通屋頂建材施工一樣安裝在住宅上；光伏建材型太陽電池是讓鋼化玻璃和鋁合金框架構成的太陽電池組件本身具有建材的功能，要求防水性能良好，能直接代替建材使用，認為，從發展趨勢看，光伏建材型將會成為主流。文章最后得出結論1、硅太陽電池的背面溫度不僅隨環境溫度而上升，來自太陽輻射的影響更大；2、當環境溫度達到40℃并且太陽輻照度達到1000W/m2的時候，太陽電池背面溫度最高將達到55℃，輸出電壓將下降13％；3、太陽電池方陣背面溫度上升造成輸出電壓下降后，輸出功率將同等程度地下降，在設計類似的光伏系統供電能力時必須考慮這一點。
但是，上述文獻經研究得知，太陽輻射所產生的熱能對光伏電池所產生的不可忽視的影響時，尚未從節能與利用的角度進一步提出，如何開發與利用由于太陽輻射光伏電池所形成的寄生熱能的問題。
在進一步的檢索中，尚未發現與本發明主題相同或者類似的文獻報道。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足和缺陷，乃至尚未予以考慮的問題，提出一種太陽光電熱能量轉換器。本發明針對太陽能發電系統的關鍵器件——光伏電池存在光電轉換效率低下(10～20％)，能夠從能量轉換與利用的技術層面上最高程度地提高了能量轉換器的轉換效率。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明太陽光電熱能量轉換器包括光伏電池板、輔助薄型水箱體。所述的光伏電池板是由光生伏特傳感小晶片組合于導熱薄膜上構成的板狀體；所述輔助薄型水箱體，是一長方體水箱，該水箱的上表面是鋁板材做成，與光伏電池板的導熱薄膜緊密結合，底面與四個側面為不銹鋼箱體，在不銹鋼箱體的兩個對稱側面的對角位置上設有進/出水接口。
所述光伏電池板，由光生伏特傳感小晶片根據用戶的要求(包括光伏電池板額定輸出電壓值、光伏電池板面積尺寸與形狀等)平整地組合于導熱薄膜上。其中，光生伏特傳感小晶片均有兩根電極絲，相互間通過串/并接組合，即可構成具有一定幾何形狀、面積與電氣輸出參數的光伏電池板，每個光伏電池板均帶有兩個正負電壓輸出的光伏電池板電極，每個光伏電池板再根據實際技術要求通過電氣上的串/并接而組合成光伏電池板陣列。
所述輔助薄型水箱體，其兩個對稱的不銹鋼箱體側面各設有兩個進/出水接口，共有四個進/出水接口，供每個太陽能光電熱能量轉換器進/出水接口的相互連接串通。
所述進/出水接口，安裝有兩種進/出水接口管接頭，一個側面的兩個進/出水接口管接頭羅紋順時針方向，另一個側面的兩個進/出水接口管接頭羅紋逆時針方向，在處于系統組裝前的非工作狀態時，每個進/出水接口處于封堵狀態，一旦進行系統安裝，只要打開絲堵，通過雙向并進管接加防漏水橡皮圈即可將本發明的進/出水接口兩兩相連通。
當太陽能輻射至光伏電池板上時，通過光生伏特傳感小晶片的光電轉換，將太陽的輻射能轉換成電能，因此在光伏電池板陣列的輸出端的兩根電極間具有相應的電功率輸出。
在光伏電池將太陽能轉換成電能的同時也產生了寄生熱能，其背面溫度急速上升。此時，通過本發明的輔助薄型水箱體將光伏電池板所產生的熱量實時地進行吸收變成輔助薄型水箱體中水的熱能，水的熱能通過循環系統的水流通道進行熱量傳遞，將再轉換成其它形式的能量，或者直接加以利用，成為終端用戶的熱能源。
隨著光伏電池板背面的熱量持續不斷地被取走，光伏電池的溫升實時地得到冷卻，因此，光伏電池半導體特性(如躍遷電子數、導/禁帶寬度、輸出伏安特性等)得到了穩定的控制，使得光伏電池始終保持著良好的恒流源特性，并維持光伏電池的輸出功率和能量轉換效率均達到了最優效果，同時延長光伏電池使用壽命的效果，加之寄生熱能的二次利用，使太陽能的開發與利用達到了最佳的程度。經技術測定，本發明可以使得現有的任何一種光伏電池的光電轉換效率在原有基礎上提高近50％，并將太陽能總能量轉換率達到55％以上。
圖1本發明太陽光電熱能量轉換器結構示意2本發明進/出水接口結構示意中光伏電池板1、電極2、輔助薄型水箱體3、不銹鋼箱體4、鋁板材5、導熱薄膜6、進/出水接口7、兩種進/出水接口管接頭8和9、雙向并進管接10、兩個羅紋11和12、防漏水橡皮圈13。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明太陽光電熱能量轉換器包括光伏電池板1、輔助薄型水箱體3。
所述光伏電池板1，由光生伏特傳感小晶片根據用戶的要求(包括光伏電池板額定輸出電壓值、光伏電池板面積尺寸與形狀等)平整地組合于導熱薄膜6上。其中，光生伏特傳感小晶片均有兩根電極絲，相互間通過串/并接組合，即可構成具有一定幾何形狀、面積與電氣輸出參數的光伏電池板，每個光伏電池板1均帶有兩個正負電壓輸出的電極2，每個光伏電池板1再根據實際技術要求組合成光伏電池板陣列。
所述輔助薄型水箱體3，是一種呈現薄板形狀的長方體水箱，該水箱的上表面是由導熱性能良好的鋁板材5做成，與光伏電池板1的導熱薄膜6緊密結合，底面與四個側面為不銹鋼箱體4，在不銹鋼箱體4的兩個對稱側面的對角位置上安裝有進/出水接口7，一個側面開兩個進/出水接口7，兩個對稱側面共有四個進/出水接口7，以供每個太陽能光電熱能量轉換器進/出水接口的相互連接串通。
所述進/出水接口7，安裝有兩種進/出水接口管接頭，一個側面的兩個進/出水接口管接頭8羅紋順時針方向，另一個側面的兩個進/出水接口管接頭9羅紋逆時針方向，在處于系統組裝前的非工作狀態時，每個進/出水接口7處于封堵狀態，一旦進行系統安裝，只要打開絲堵，利用雙向并進管接10和防漏水橡皮圈13通過管接內面與進/出水接口管接頭8、9羅紋對應的兩個陰羅紋11與12即可將本發明的進/出水接口兩兩相連通。
所述輔助薄型水箱體3，除了進/出水接口7供水流進出外，其余部分均為密封體防止水流滲漏。
當太陽能輻射至光伏電池板1上時，通過光生伏特傳感小晶片的光電轉換，將太陽的輻射能轉換成電能，因此在光伏電池板1陣列的輸出端的兩根光伏電池板電極2之間具有相應的電功率輸出。
在光伏電池板1將太陽能轉換成電能的同時也產生了寄生熱能，其背面溫度急速上升。此時，通過本發明的輔助薄型水箱體3將光伏電池板1所產生的熱量實時地進行吸收變成輔助薄型水箱體3中水的熱能，水的熱能通過循環系統的水流通道進行熱量傳遞，將再轉換成其它形式的能量，或者直接加以利用，成為終端用戶的熱能源。
隨著光伏電池板1背面的熱量持續不斷地被取走，光伏電池板1的溫升實時地得到冷卻，因此，光伏電池半導體特性(如躍遷電子數、導/禁帶寬度、輸出伏安特性等)得到了穩定的控制，使得光伏電池板1始終保持著良好的恒流源特性，并維持光伏電池板1的輸出功率和能量轉換效率均達到了最優效果，同時延長光伏電池板1使用壽命的效果，加之寄生熱能的二次利用，使太陽能的開發與利用達到了最佳的程度。
權利要求
1.一種太陽光電熱能量轉換器，包括光伏電池板(1)與輔助薄型水箱體(3)，其特征在于所述的光伏電池板(1)是由光生伏特傳感小晶片組合于導熱薄膜(6)上構成的板狀體；所述輔助薄型水箱體(3)，是一長方體水箱，該水箱的上表面是鋁板材(5)做成，與光伏電池板(1)的導熱薄膜(6)緊密結合，底面與四個側面為不銹鋼箱體(4)，在不銹鋼箱體(4)的兩個對稱側面的對角位置上設有進/出水接口(7)。
2.根據權利要求1所述的太陽光電熱能量轉換器，其特征是所述輔助薄型水箱體(3)，其兩個對稱的不銹鋼箱體(4)側面各設有兩個進/出水接口(7)，共有四個進/出水接口(7)，供每個太陽能光電熱能量轉換器進/出水接口的相互連接串通。
3.根據權利要求1或者2所述的太陽光電熱能量轉換器，其特征是所述進/出水接口(7)，安裝有兩種進/出水接口管接頭，一個側面的兩個進/出水接口管接頭(8)羅紋順時針方向，另一個側面的兩個進/出水接口管接頭(9)羅紋逆時針方向，四個進/出水接口(7)利用雙向并進管接(10)和防漏水橡皮圈(13)，通過雙向并進管接(10)內面與兩種進/出水接口管接頭(8、9)羅紋對應的兩個陰羅紋(11、12)兩兩相連通。
4.根據權利要求1所述的太陽光電熱能量轉換器，其特征是所述光伏電池板(1)，其光生伏特傳感小晶片均有兩根電極絲，相互間通過串/并接組合構成具有設定幾何形狀、面積與電氣輸出參數的光伏電池板(1)。
5.根據權利要求1或者4所述的太陽光電熱能量轉換器，其特征是所述光伏電池板(1)，設有兩個正負電壓輸出的電極(2)。
全文摘要
一種能源技術領域的太陽光電熱能量轉換器。本發明包括光伏電池板與輔助薄型水箱體，所述的光伏電池板是由光生伏特傳感小晶片組合于導熱薄膜上構成具有設定幾何形狀、面積與電氣輸出參數的板狀體；所述輔助薄型水箱體，是一長方體水箱，該水箱的上表面是鋁板材做成，與光伏電池板的導熱薄膜緊密結合，底面與四個側面為不銹鋼箱體，在不銹鋼箱體的兩個對稱側面的對角位置上設有進/出水接口。鋁板材表面與光伏電池板的導熱薄膜緊密結合將光伏電池的寄生熱能轉換成水的熱能，使其成為光熱轉換系統的熱能源，因此達到了光伏電池光電轉換效率的提高和太陽能利用的最佳效果。
文檔編號F24J2/04GK1913330SQ20061002987
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月10日 優先權日2006年8月10日
發明者曾國輝, 張秀彬, 計長安, 應俊豪 申請人:上海交通大學