新型集热管电池的制作方法

1.本发明涉及新能源设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型集热管电池。


背景技术：

2.太阳能是新能源及可再生能源领域中备受人们关注和研究的一种能源。太阳能利用方式主要是光热转换和光电转换两种形式，这两种形式已被人们广泛应用且形成大规模的产业化，产生了良好的经济价值。
3.太阳能光热转换技术主要用途是供热和供暖，转化效率仅仅是太阳能能量的40％左右(能源浪费接近60％)，且存在季节性使用问题，一般冬季取暖，其余三季闲置，这就更造成了太阳能能量的损失(太阳能光热转换设备利用率也大幅度降低)。
4.另外，在现有技术中，常规的晶硅光伏组件转换效率在22％左右(转换效率较低)，并存在储能困难、成本较高等问题。此外，晶硅光伏组件还存在随温度升高、发电效率存在显著下降的问题。


技术实现要素：

5.(一)技术问题
6.综上所述，常规的晶硅光伏组件存在发电储能困难且成本比较高以及衰减严重等问题。经过统计，目前晶硅光伏组件的能源浪费在80％左右。因此，如何提高晶硅光伏组件的太阳能利用率，并解决常规晶硅光伏组件所存在的温度过热而引起的衰减严重等问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
7.(二)技术方案
8.本发明提供了一种新型集热管电池，在本发明中，该新型集热管电池包括电池单元；
9.所述电池单元包括用于实现光电转换的光电电池片以及用于吸收太阳光辐射并将太阳光辐射转换成热能的集热管；
10.所述集热管包括有在使用状态下朝向太阳一侧的迎光面，所述光电电池片设置于所述迎光面上并与所述迎光面之间形成导热式连接结构。
11.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，所述集热管为直通管，所述集热管的横截面为矩形面；所述光电电池片设置有多个，沿所述集热管的轴线方向、多个所述光电电池片依次排列设置并采用串联连接方式电连接。
12.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，于所述光电电池片与所述集热管之间设置有可导热的绝缘层。
13.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，所述集热管为金属管；所述绝缘层为高分子材料薄膜。
14.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，于所述光电电池片的上侧面设置有保护膜；于所述保护膜与所述光电电池片之间、所述光电电池片与所述绝缘层之间以及
所述绝缘层与所述集热管之间均设置有热熔胶膜层。
15.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，所述光电电池片设置于所述集热管的迎光面上，所述光电电池片的投影面积小于所述迎光面的面积。
16.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，还包括有安装架，于所述安装架上设置有多个所述电池单元，全部的所述电池单元沿垂直于所述集热管的轴线方向上依次排列设置。
17.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，于所述电池单元与所述安装架之间设置有聚光板，所述聚光板用于将太阳光反射到所述电池单元上，所述聚光板设置有多个并与所述电池单元对应设置。
18.优选地，在本发明所提供的新型集热管电池中，所述聚光板为弧形板式结构。
19.(三)有益效果
20.本发明提供了一种新型集热管电池，该新型集热管电池包括电池单元，电池单元包括用于实现光电转换的光电电池片以及用于吸收太阳光辐射并将太阳光辐射转换成热能的集热管，集热管包括有在使用状态下朝向太阳一侧的迎光面，光电电池片设置于迎光面上并与迎光面之间形成导热式连接结构。本发明将太阳能光伏电池组件(光电电池片)集成于太阳能集热管中，该集热管可以进行抽真空处理，集热管吸收太阳能后可以直接转化成热能，在集热管内设置的光电电池片转换成电能，真空集热管中的吸热介质将产生的热量带走，使电池单元整体降温，从而保持较高的光电转换效率。通过上述结构设计，本发明无论是与太阳能发电组件相比，还是与太阳能集热器相比，都能大大提高了太阳能的综合利用效率，达到降低成本，提高综合经济效益的目的。
21.本发明所提供的新型集热管电池是一种具备太阳能“光热”“光电”一体化输出的“热管式电池”，功能上可以做到光和热同时输出利用，或者根据季节需求输出其中一种。本发明打破了常规太阳能电池的封装形式，不再使用传统光伏组件的高分子类背板，创新性地使用了金属管材或者型材作为散热背板，这样既能够实现光电转换，又能够实现光热转换。
附图说明
22.图1为本发明一种实施例中新型集热管电池的局部结构剖视图。
23.在图1中，部件名称与附图编号的对应关系为：
24.光电电池片1、集热管2、绝缘层3、保护膜4、热熔胶膜层5。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
26.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或
暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.请参考图1，图1为本发明一种实施例中新型集热管电池的局部结构剖视图。
29.本发明提供了一种新型集热管电池，本发明所提供的新型集热管电池在具备光伏电池光电转换功能的基础上，通过结构优化，还能够使得本发明所提供的新型集热管电池具备光热转换的功能，具体来说就是本发明所提供的新型集热管电池既能够输出电能，又能够输出热能。
30.具体地，本发明所提供的新型集热管电池包括电池单元，电池单元是本发明中实现光电、光热转换的基本组件。电池单元包括用于实现光电转换的光电电池片1以及用于吸收太阳光辐射并将太阳光辐射转换成热能的集热管2。
31.光电电池片1为传统的硅晶光伏电池片(可以是单晶硅，也可以是多晶硅)，通过设置光电电池片1，可以使得本发明具备光电转换功能。
32.集热管2为能够吸收太阳光辐射的管结构，作为一种常识可知，太阳光辐射本身就是一种能量，物体受到太阳光辐射的照射能够升温，集热管2在本发明中同时具备吸收太阳光辐射、导热、允许换热介质流通等功能，在本发明的一个优选实施方式中，集热管2为金属管，当然，集热管2也可以为玻璃管(优选为玻璃管)，或者是复合结构。
33.当集热管2为金属管时，优选为不锈钢管或者铝型材管，这样能够提高集热管2的耐腐蚀性，金属管的横截面可以为圆管结构，也可以为矩形管结构。另外，本发明还可以在集热管2的外侧设置黑色涂层，用于提高集热管2在太阳光辐射照射下的整体温度。
34.当集热管2为玻璃管时，玻璃管优选为圆管结构，为了保证玻璃管具备较高的结构强度，本发明在玻璃管的外侧可以设置多个环形结构的金属管作为加固环，通过加固环对玻璃管进行保护，降低异物撞击造成玻璃管损坏的几率。
35.在上述两个实施方式中，本发明还可以提供一个集热板，集热板为弧形的可反光结构，通过设置集热板能够将大面积内的太阳光辐射反射到一个点上，设定该点为聚焦点，本发明可以将集热管2设置在聚焦点上，从而提高集热管2对太阳光辐射的吸收率，进而增加热能的输出效率。
36.当集热管2为复合结构时，本发明设置有一个弧形的底托，底托的上侧面可以为能够进行光反射的反射层，也可以是黑色涂层，在底托的上侧面设置一个透明玻璃管，透明玻璃管固定设置在底托上并与底托之间为热传导连接结构。
37.为了更清楚地表达本发明的结构，在此限定：在使用状态，集热管2朝向太阳的一侧为迎光面，本发明将光电电池片1设置于迎光面上并与迎光面之间形成导热式连接结构。
38.具体地，集热管2为直通管，在集热管2的两端设置有端盖，用于封闭集热管2，通过密封连接结构，本发明在端盖上设置有对接管，用于实现集热管2与换热介质循环系统实现连接，这样既能够实现循环介质的循环流动，又能够将热能有效导出。
39.本发明在集热管2的一端或者两端安装有接线端子，端子的引线线芯数量可以根据需求设置，一根或者多根。在一端或者两端引出正负极导线。可在热管电池内设置所需传
感器，引线可以采用无线传输，或者在一端或两端引出导线。
40.在本发明的一个实施方式中，集热管2的横截面为矩形面。
41.在本发明的另一个实施方式中，集热管2的横截面为梯形。
42.在本发明的又一个实施方式中，集热管2的顶面可以为弧形面，集热管2的底面可以为平面，光电电池片1设置在集热管2的顶面上，光电电池片1绕集热管2顶面的圆心等间隔设置，这样无论是太阳初升、还是正午时分、亦或是夕阳西下，都有正对太阳的光电电池片1。
43.另外，光电电池片1设置有多个，沿集热管2的轴线方向、多个光电电池片1依次排列设置并采用串联连接方式电连接。
44.为了避免光电电池片1所产生的电能通过集热管2流失，光电电池片1与集热管2之间应当为绝缘连接结构，因此，本发明在光电电池片1与集热管2之间设置有可导热的绝缘层3。具体地，绝缘层3为高分子材料薄膜。绝缘层3也可以为耐候塑料。
45.为了对光电电池片1进行保护，本发明在光电电池片1的上侧面设置有保护膜4，保护膜4为高透光的硬质材料，例如玻璃。通过设置保护膜4，能够起到对光电电池片1的保护作用。
46.具体地，本发明在保护膜4与光电电池片1之间、光电电池片1与绝缘层3之间以及绝缘层3与集热管2之间均设置有热熔胶膜层5。
47.具体地，光电电池片1设置于集热管2的迎光面上，光电电池片1的投影面积小于迎光面的面积。
48.本发明所提供的新型集热管电池可以设置有多个电池单元，为了实现多个电池单元的安装，本发明还设置了安装架，于安装架上设置有多个电池单元，全部的电池单元沿垂直于集热管2的轴线方向上依次排列设置。具体地，安装架为金属构架，其结构设计以能够稳定安装多个电池单元为准。
49.进一步地，于电池单元与安装架之间设置有聚光板，聚光板用于将太阳光辐射反射到电池单元上，聚光板设置有多个并与电池单元对应设置。具体地，聚光板为弧形板式结构。
50.在此限定：集热管2的厚度不小于光电电池片1的厚度。
51.本发明提供了一种新型集热管电池，该新型集热管电池包括电池单元，电池单元包括用于实现光电转换的光电电池片1以及用于吸收太阳光辐射并将太阳光辐射转换成热能的集热管2，集热管2包括有在使用状态下朝向太阳一侧的迎光面，光电电池片1设置于迎光面上并与迎光面之间形成导热式连接结构。本发明将太阳能光伏电池组件(光电电池片1)集成于太阳能集热管2中，该集热管2可以进行抽真空处理，集热管2吸收太阳能后可以直接转化成热能，在集热管2内设置的光电电池片1转换成电能，真空集热管2中的吸热介质将产生的热量带走，使电池单元整体降温，从而保持较高的光电转换效率。通过上述结构设计，本发明无论是与太阳能发电组件相比，还是与太阳能集热器相比，都能大大提高了太阳能的综合利用效率，达到降低成本，提高综合经济效益的目的。
52.本发明所提供的新型集热管电池是一种具备太阳能“光热”“光电”一体化输出的“热管式电池”，功能上可以做到光和热同时输出利用，或者根据季节需求输出其中一种。本发明打破了常规太阳能电池的封装形式，不再使用传统光伏组件的高分子类背板，创新性
地使用了金属管材或者型材作为散热背板，这样既能够实现光电转换，又能够实现光热转换。
53.本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。