ГИБРИДНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ
HYBRID PHOTO ELECTRIC MODULE

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электричества и тепла.
Известен плоский фотоэлектрический тепловой коллектор, в котором приемником излучения является теплопоглощающая пластина с фотоэлементами, снизу пластины находятся трубки с циркулирующим теплоносителем (Adnan Ibrahim, Mohd Yusof Othman, Mohd Hafidz Ruslan, Sohif Mat, Kamaruzzaman Sopian. Recent advaneces in flat plate photovoltaic/thermal (PV/T) solar collectors [Текст] / Adnan Ibrahim, Mohd Yusof Othman, Mohd Hafidz Ruslan, Sohif Mat, Kamaruzzaman Sopian //Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 352-365).
Недостатком известного технического устройства является низкая эффективность преобразования солнечной энергии.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является фотоэлектрический тепловой модуль, в котором фотоприемник механически прижат к тепловому коллектору без помощи какого-либо монтажного клея (Swaphil Dubey and Andrew A.O. Tay. Experimental study of the performance of two different types of photovoltaic thermal (PVT) modules under Singapore climatic conditions [Текст] / Swaphil Dubey and Andrew A.O. Tay// Ashdin Publishing Journal of Renewable Energy and Applications Vol.2 (2012), Article IDR120313, 6 Pages).
Известное техническое решение (прототип) по сравнению с известным аналогом обеспечивает лучший тепловой контакт между фотоприемником и теплообменником.
Недостатками известных установок являются низкий коэффициент полезного действия, большая материалоемкость.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности преобразования солнечной энергии в гибридном фотоэлектрическом модуле, снижение удельных затрат на получение электроэнергии и тепла.
В результате использования предлагаемого изобретения используется весь спектр солнечного излучения для когенерации электрической энергии и теплоты, увеличивается отвод тепла от солнечных элементов за счет обеспечения лучшего теплового контакта солнечных элементов с каналами теплообменника, увеличивается среднегодовая выработка электроэнергии и снижается ее себестоимость.
-3
-5
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в гибридном фотоэлектрическом модуле, содержащем защитное стеклянное покрытие, соединенные солнечные элементы, размещенные между стеклом и корпусом с теплообменником, солнечные элементы электроизолированы от теплообменника, пространство между солнечными элементами и теплообменником, а также между стеклянным покрытием и теплообменником заполнено слоем силоксанового геля толщиной 0,5-5 мм, защитное стеклянное покрытие выполнено в виде вакуумированного стеклопакета из двух стекол с вакуумным зазором 0,1-0,2 мм с вакуумом 10-10 мм рт.ст., теплообменник выполнен в виде герметичной камеры с патрубками для циркуляции теплоносителя, а общая площадь соединенных солнечных элементов соизмерима с площадью верхнего основания корпуса теплообменника.
В гибридном фотоэлектрическом модуле цепочки из последовательно соединенных солнечных элементов соединены электрически параллельно при помощи коммутационных шин.
Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.
На фиг.1 показано поперечное сечение гибридного фотоэлектрического модуля.
На фиг.2 представлена электрическая схема фотоприемника гибридного фотоэлектрического модуля.
-3
-5
Гибридный фотоэлектрический модуль (фиг.1) состоит из защитного стеклянного покрытия 1, последовательно соединенных электроизолированных солнечных элементов 2, размещенных в одном корпусе с теплообменником 3 и соединенных с защитным стеклянным покрытием 1 и теплообменником с помощью слоя силоксанового геля 4 толщиной 0,5-5 мм, теплообменника 5. Защитное стеклянное покрытие 1 выполнено в виде вакуумированного стеклопакета из двух стекол с вакуумным зазором 0,1-0,2 мм с вакуумом 10-10 мм рт.ст.
В гибридном фотоэлектрическом модуле цепочки из последовательно соединенных солнечных элементов 6 соединены электрически параллельно с помощью коммутационных шин 7 (фиг.2).
Гибридный фотоэлектрический модуль работает следующим образом.
Последовательно соединенные электроизолированные фотоэлектрические элементы 2 в цепочки 6 при помощи коммутационных шин 7 (фиг. 1, 2) расположены непосредственно на поверхности теплообменника 3 таким образом, что, поглощая ту часть солнечного спектра, которая необходима им для фотоэлектрического преобразования и выработки электроэнергии, они, в свою очередь, отдают тепловую энергию для нагрева теплоносителя 5 в каналах теплообменника 3. Теплоноситель 5, циркулируя по каналам теплообменника 3, охлаждает солнечные элементы, за счет чего растет эффективность их работы, увеличивается общий кпд гелиоустановки, увеличивается суммарная выработка электроэнергии, а нагретый теплоноситель используется потребителем.