太阳能电热一体化同步转化系统论文和设计-张建春

全文摘要

本发明提供一种太阳能电热一体化同步转化系统，包括光热吸收组件、热能利用组件、电能利用组件，光热吸收组件包括用以吸收太阳光热能的热管，热能利用组件用以与热管热交换；通过热管吸收太阳光的热量，然后利用热能利用组件与热管进行热交换，实现对太阳光的热量的利用。热管朝向太阳光设置的安装面上设有光伏组件，以将太阳能转化为电能；电能利用组件用以电连接光伏组件，通过光伏组件吸收太阳光的光能，并将太阳光能转化为电能，并通过与光伏组件电连接的电能利用组件，对太阳光能进行利用，从而实现了将太阳的光能和热能均充分利用起来，解决太阳能资源浪费的问题。

设计方案

1.一种太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，包括：

光热吸收组件，包括用以吸收太阳光热量的热管，所述热管具有朝向太阳光设置的安装面，所述安装面上设有光伏组件，用以将太阳能转化为电能；

热能利用组件，用以与所述热管热交换；以及，

电能利用组件，用以电连接所述光伏组件。

2.如权利要求1所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述热管包括热管本体，所述热管本体内形成有沿其长度方向延伸的容腔，所述容腔沿所述热管的宽度方向间隔设置多个，所述容腔内存储有相变液；和\/或，

所述太阳能电热一体化同步转化系统还包括透光安装件，所述透光安装件内形成一夹装腔，所述光热吸收组件安装在所述夹装腔内。

3.如权利要求2所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述透光安装件包括形成所述安装腔体的第一玻璃板及第二玻璃板，所述第一玻璃板及第二玻璃板呈相对设置，且所述第一玻璃板位于所述热管设有光伏组件的一侧。

4.如权利要求1所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述热管设置多个；和\/或，

所述光热吸收组件设置多个。

5.如权利要求4所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，多个所述热管中，相邻两个所述热管之间设置有凸凹配合结构，所述凸凹配合结构包括相互配合的凸起和凹槽，所述凸起和凹槽分设于两个所述热管上。

6.如权利要求1所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述光伏组件包括粘结于所述热管上的光伏电池片。

7.如权利要求6所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述电能利用组件包括逆变器，所述逆变器电连接至所述光伏电池片，用以将所述光伏电池片产生的直流电转化为交流电。

8.如权利要求1所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述热管沿上下向延伸设置，所述热管具有位于所述热管上端的蒸发段；

所述热能利用组件包括热交换器，所述热交换器包括设于所述蒸发段上的热交换管，所述热交换管内流通有换热液，用以与所述蒸发段热交换。

9.如权利要求8所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述热交换管包括设于所述蒸发段上的多个热交换管段，多个所述热交换管段沿上下向间隔设置；和\/或，

沿所述热管的宽度方向上，所述热交换管的入口与出口呈同侧设置；和\/或，

所述热交换器还包括安装座及保温填充件，所述安装座具有沿所述热管的宽度方向上延伸的安装腔，用以供所述热交换管安置，所述保温填充件填充于所述安装腔内，且呈包覆所述热交换管设置；和\/或，

所述热能利用组件还包括保温水箱，所述热交换管的入口连通至所述保温水箱的热交换出水口，出口连通至所述保温水箱的热交换进水口；和\/或，

所述蒸发段沿指向所述安装面的方向凹设以形成握持臂，所述握持臂呈握持所述热交换管设置。

10.如权利要求9所述的太阳能电热一体化同步转化系统，其特征在于，所述握持臂与所述热交换管配合段之间设有导热胶。

设计说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用设备技术领域，特别涉及一种太阳能电热一体化同步转化系统。

背景技术

绿色洁净能源的太阳能取之不尽、用之不竭，合理有效地开发利用太阳能资源成为现阶段我国解决能源危机、缓解气候变化、环境污染的重要途径。目前我国已经逐渐开发利用太阳能，但是利用太阳能的装置通常是安装在空旷的郊外，需要占用较大的安装面积，同时利用太阳能装置也仅实现了对光能的充分利用，无法对热能进行充分地利用，这就造成了太阳能资源的浪费。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种太阳能电热一体化同步转化系统，旨在将太阳的光能和热能均充分利用起来，解决太阳能资源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种太阳能电热一体化同步转化系统，用于充分利用太阳能的光能和热能，所述太阳能电热一体化同步转化系统包括：

光热吸收组件，包括用以吸收太阳光热量的热管，所述热管具有朝向太阳光设置的安装面，所述安装面上设有光伏组件，用以将太阳能转化为电能；

热能利用组件，用以与所述热管热交换；以及，

电能利用组件，用以电连接所述光伏组件。

可选地，所述热管包括热管本体，所述热管本体内形成有沿其长度方向延伸的容腔，所述容腔沿所述热管的宽度方向间隔设置多个，所述容腔内存储有相变液；和\/或，

所述太阳能电热一体化同步转化系统还包括透光安装件，所述透光安装件内形成一夹装腔，所述光热吸收组件安装在所述夹装腔内。

可选地，所述透光安装件包括形成所述安装腔体的第一玻璃板及第二玻璃板，所述第一玻璃板及第二玻璃板呈相对设置，且所述第一玻璃板位于所述热管设有光伏组件的一侧。

可选地，所述热管设置多个；和\/或，

所述光热吸收组件设置多个。

可选地，多个所述热管中，相邻两个所述热管之间设置有凸凹配合结构，所述凸凹配合结构包括相互配合的凸起和凹槽，所述凸起和凹槽分设于两个所述热管上。

可选地，所述光伏组件包括粘结于所述热管上的光伏电池片。

可选地，所述电能利用组件包括逆变器，所述逆变器电连接至所述光伏电池片，用以将所述光伏电池片产生的直流电转化为交流电。

可选地，所述热管沿上下向延伸设置，所述热管具有位于所述热管上端的蒸发段；

所述热能利用组件包括热交换器，所述热交换器包括设于所述蒸发段上的热交换管，所述热交换管内流通有换热液，用以与所述蒸发段热交换。

可选地，所述热交换管包括设于所述蒸发段上的多个热交换管段，多个所述热交换管段沿上下向间隔设置；和\/或，

沿所述热管的宽度方向上，所述热交换管的入口与出口呈同侧设置；和\/或，

所述热能利用组件还包括保温水箱，所述热交换管的入口连通至所述保温水箱的热交换出水口，出口连通至所述保温水箱的热交换进水口；和\/或，

所述蒸发段沿指向所述安装面的方向凹设以形成握持臂，所述握持臂呈握持所述热交换管设置。

可选地，所述握持臂与所述热交换管配合段之间设有导热胶。

本发明的技术方案中，所述太阳能电热一体化同步转化系统，包括光热吸收组件、热能利用组件、电能利用组件，光热吸收组件包括用以吸收太阳光热能的热管，热能利用组件用以与热管热交换；热管具有朝向太阳光设置的安装面，安装面上设有光伏组件，以将太阳能转化为电能；电能利用组件用以电连接光伏组件。通过热管吸收太阳光的热量，然后利用热能利用组件与热管进行热交换，实现对太阳光的热量的利用。热管具有朝向太阳光设置的安装面，安装面上设有光伏组件，通过光伏组件吸收太阳光的光能，并将太阳光能转化为电能，并通过与光伏组件电连接的电能利用组件，对太阳光能进行利用，从而实现了将太阳的光能和热能均充分利用起来，解决太阳能资源浪费的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的太阳能电热一体化同步转化系统的一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图1中热管的结构示意图；

图4为图1中光热吸收组件与热能利用组件装配的正视图；

图5为图4的光热吸收组件与热能利用组件装配俯视图；

图6为图1中B处的局部放大示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种太阳能电热一体化同步转化系统，图1至图6为本发明提出的太阳能电热一体化同步转化系统的一实施例。

请参阅图1至图2，所述太阳能电热一体化同步转化系统包括光热吸收组件1、热能利用组件2及电能利用组件3，所述光热吸收组件1包括用以吸收太阳光热能的热管11，所述热管11具有朝向太阳光设置的安装面，所述安装面上设有光伏组件31，用以将太阳能转化为电能；所述热能利用组件2用以与所述热管11热交换；所述电能利用组件3用以电连接所述光伏组件31。

本发明的技术方案中，通过所述热管11吸收太阳光的热能，然后利用所述热能利用组件2与所述热管11进行热交换，实现对太阳光的热能的利用。所述热管11具有朝向太阳光设置的安装面，所述安装面上设有光伏组件31，通过所述光伏组件31吸收太阳光的光能，并将太阳光能转化为电能，并通过与所述光伏组件31电连接的所述电能利用组件3，对太阳光能进行利用，从而实现了将太阳的光能和热能均充分利用起来，解决太阳能资源浪费的问题。

请参阅图3，在本实施例中，所述热管11包括热管本体，所述热管本体内形成有沿其长度方向延伸的容腔111，且所述容腔111沿所述热管11的宽度方向间隔设置多个，通过在所述容腔111内存储相变液，利用相变液沸点低，易挥发的特性，使得所述热管11受热时相变液蒸发能够吸收大量的太阳光的热能，且因为所述热管本体内有多个存储相变液的腔体，提高了所述热管11吸收太阳光的热能的能力。

请参阅图4，为了能够充分利用太阳光的热能，在本实施例中，所述热管11可设置多个，另外所述光热吸收组件1也可以设置多个，当然，所述热管11和所述光热吸收组件1可同时设置多个，从而大大提高了太阳光的热能吸收。

请参阅图5，为了将多个所述热管11安装在一起，多个所述热管11中，相邻两个所述热管11之间设置有凸凹配合结构，所述凸凹配合结构包括相互配合的凸起112和凹槽113，所述凸起112和凹槽113分设于两个所述热管11上。在本实施例中，任一所述热管11沿着所述热管11的宽度方向的两端分别设有凸起112和凹槽113，通过一个所述热管11的所述凸起112和所述凹槽113与相邻的其他所述热管11的所述凹槽113和所述凸起112配合安装，从而实现了将多个所述热管11安装在一起。

请参阅图2和图4，具体地，所述热管11沿上下向延伸设置，所述热管11具有位于所述热管11上端的蒸发段11a；在所述蒸发段11a，所述容腔111内的相变液因为受到太阳光热能的作用，蒸变处在气态。所述热能利用组件2包括热交换器21，所述热交换器21包括设于所述蒸发段11a上的热交换管211，所述热交换管211内流通有换热液，用以与所述蒸发段11a热交换。

进一步地，为了提高所述热管11与所述热交换管211的热交换效率，请参阅图2，在本实施例中，所述热管11的所述蒸发段11a沿指向所述安装面的方向凹设以形成握持臂11b，所述握持臂11b呈握持所述热交换管211设置，通过所述握持臂11b将所述热交换管211握持，增大了所述热管11与所述热交换管211的接触面积，从而提高了所述热管11与所述热交换管211的热交换效率。

为了加固所述握持臂11b与所述热交换管211的连接，且增强所述热管11与所述热交换管211之间的热传递，在所述握持臂11b与所述热交换管211配合段之间设有导热胶4，通过所述导热胶4将所述热管11与所述热交换管211粘连在一起，利用所述导热胶4的导热特性，增强所述热管11与所述热交换管211之间的热传递。

需要说明的是，所述导热胶4可以使由导热材料、烷烃液体分散剂、粘合剂、活化剂等组成的。

对于所述热交换管211而言，所述热交换管211包括设于所述蒸发段11a上的多个热交换管段，且多个所述热交换管段沿上下向间隔设置，利用多个所述热交换管段与所述蒸发段11a进行热交换，增大了所述热交换管与所述蒸发段11a的接触面积，进而提高了热交换的效率。

为了减少热能的损失，且便于安装，减少安装空间，参阅图4，沿所述热管11的宽度方向上，所述热交换管211的入口211a与出口211b呈同侧设置。

为了安置所述热交换管211，且减少所述热交换管211热交换过程中的热能损失，参阅图2，在本实施例中，所述热交换器21还包括安装座212和保温填充件213，所述安装座212具有沿所述热管11的宽度方向上延伸的安装腔2121，所述安装腔2121用以安置所述热交换管211；通过在所述安装腔2121内填充所述保温填充件213，且所述保温填充件213呈包覆所述热交换管211设置，利用所述保温填充件213的保温作用，从而减少所述热交换管211热交换过程中的热能损失。

具体地，参阅图2，所述热能利用组件2还包括保温水箱22；所述热交换管211的入口211a连通至所述保温水箱22的热交换出水口，出口211b连通至所述保温水箱22的热交换进水口，通过所述热交换管211与所述热管11进行热交换，将从所述保温水箱22的热交换出水口出去的低温水输入所述热交换管211内进行热交换加热，然后将通过所述热交换管211加热的高温水输入所述保温水箱22的热交换进水口，进入所述保温水箱22，从而将所述保温水箱22内的水进行循环加热，以供使用，从而实现了对太阳光热能的充分利用。

需要说明的是，上述热交换管211设置多段；所述热交换管211的入口211a与出口211b呈同侧设置；所述热交换器21还包括安装座212和保温填充件213；所述热能利用组件2还包括保温水箱22，所述保温水箱22的入水口和出水口均与热交换管连接；所述热管11的所述蒸发段11a凹设以形成沿左右向延伸设置的所述握持臂11b等特征可以选择一设置，也可以同时都设置。

为了将光能转化为电能，参阅图3，所述光伏组件31包括粘结于所述热管11上的光伏电池片311，进一步地因为所述光伏组件31设置在朝向太阳光的安装面上，增大了所述光伏电池片311对太阳光能的吸收，提高了对太阳光能的利用。

需要说明的是，在本实施例中，所述光伏电池片311为柔性薄膜EVA的光伏电池片311，因为柔性薄膜EVA的光伏电池片311受温度影响小，能够耐高低温差，使得所述光热吸收组件1能够应用于各种环境，且在光线很弱的情况下柔性薄膜EVA的光伏电池片311也能将光能转化成电能，使得所述光伏组件31的使用不再受天气限制。

为了将所述光伏电池片311产生的直流电转化为交流电，以供用电设备进行利用，具体地，参阅图1，所述电能利用组件3包括逆变器32，所述逆变器32电连接至所述光伏电池片311。

为了避免所述光热吸收组件1因风吹雨打而减短使用寿命，请参阅图6，所述太阳能电热一体化同步转化系统还包括透光安装件5，所述透光安装件5包括第一玻璃板51和第二玻璃板52，所述第一玻璃板51和所述第二玻璃板52间形成一夹装腔53，通过将所述光热吸收组件1安装在所述夹装腔53内，从而避免了所述光热吸收组件1因暴露在自然环境中，使得所述光热吸收组件1的使用寿命减少，且减少了维护所述光热吸收组件1的成本。

需要说明的是，在本实施例中，所述透光安装件5由玻璃板组成，利用了玻璃板的透光性，使得太阳光的光能能够充分利用，在其他实施例中，透光安装件5也可以透明橡胶板等。

另外，上述热管11包括热管本体，所述热管本体内间隔设置有多个容腔111的特征和所述太阳能电热一体化同步转化系统还包括透光安装件5，所述透光安装件5内形成一夹装腔53的特征可以择一选择，也可以同时具备。

具体地，所述第一玻璃板51和所述第二玻璃板52之间设置有支撑板54，通过支撑板54将所述第一玻璃板51和所述第二玻璃板52隔开，以形成用于安装所述光热吸收组件1的夹装腔53，所述夹装腔53的下端设置有分隔件55，所述分隔件55包括底座551、干燥剂552和密封件553，所述底座551、所述干燥剂552和所述密封件553沿上下向依次布置，所述底座551用于安装所述光热吸收组件1，所述干燥剂552用于吸收所述夹装腔53内的水蒸气，通过所述密封件553将所述夹装腔53进行密封，且所述夹装腔53内还设置有垫块56，所述垫块56夹设于所述第二玻璃板52和所述光热吸收组件1之间，通过所述垫块56以支撑所述光热吸收组件1，防止所述光热吸收组件1安装在所述夹装腔53内发生晃动。

为了增大所述光热吸收组件1接收太阳光照射的面积，在本实施例中，所述太阳能电热一体化同步转化系统还包括框架结构6，所述框架结构6用于安装所述光热吸收组件1，以使所述光热吸收组件1朝向背离太阳光的方向倾斜。

需要说明的是，所述框架结构6可以是建筑幕墙框架，通过将所述光热吸收组件1固定在所述建筑幕墙框架，实现太阳能电热一体化同步转化系统与建筑物的相结合，当然，所述框架结构6还可以是门窗框架，将所述光热吸收组件1固定在门窗上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

设计图

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