一、产品名称         

屋顶光伏光热储能一体化模组

二、产品简介

屋顶光伏/光热储能一体化模组是将太阳能光伏发电和太阳能热能利用相结合的一种模组。它主要由太阳能光伏板与集热管组成，可以同时获得电能和热能两种能源，将太阳能转换为电能和热能存储起来，以满足室内日常用电、供暖、供水等能源需求。该产品具有节约土地、提高能源效率等优点，可以降低能源成本并促进可持续发展。

本产品主要由现阶段太阳能光伏发电技术和太阳能光热利用技术所构造，对屋顶光伏/光热储能一体化模组进行设计分析，本产品可以对太阳能资源更加全面的利用。在日间，光伏板可以将阳光直接转化为电能，而夜间或低辐射时期，则可以利用储存下来的热能为供暖或制冷等应用提供能源。此外，由于该产品采用了一体化设计，相比传统的分散布局方式可以节省大量空间。

太阳能光伏/光热储能一体化模组对本产品有明显的启发，在这一领域内具有较高的应用价值。

三、产品展示

本产品分别将太阳能光伏装置和太阳能光热装置巧妙的结合起来，并在两者的基础上加上特殊材料和机械结构。

太阳能光伏光热装置主要部件有分光镜，太阳能电池，集热管，连接机构等组成。如图1所示，其中每一个单元的太阳能光伏/光热组件由三层分光镜堆叠连接而成，每片分光镜之间由铰链相连，每一层M形分光镜可以进行一定的活动，此结构也可进行左右折叠。三层分光镜以滑块结构相连可以前后进行伸缩。太阳能电池模块安装分光镜在∧形之中，也分为三层的结构，与分光镜相类似可以相对滑动，加热端管则安装在分光镜V槽中。

相比市面上绝大部分的太阳能光伏发电设备上都没有能够充分的利用照射在光伏板上的光线，不少光线经过反射又回到大气中，也受限于太阳能光伏转换效率的低下，不少的太阳辐射都已热能的形式散发到大气之中。

本太阳能光伏光热装置，在阳光照射下，太阳能光经分光镜折射和反射可得到两种光线，可以将这两种光线充分利用起来，折射光用于光伏，反射光用于光热。也可解决太阳能光热浪费的问题，和太阳能电池温度升高光伏转换效率降低的问题。

图1 产品主体

 在安装好太阳能光伏光热设备后，太阳光照射于分光镜表面，光线经反射聚焦于中心，集热管合理放置于中心加热区，冷水进入水管经集热管加热，从出水管送到储水罐，达到对太阳光热的利用。

分光镜“∧”段为光伏发电端，太阳光照射在分光镜将不需要的波长1.1μm以上太阳光反射出去，另一部分波长1.1μm以上太阳光则射经分光镜折射照射到太阳能电池板上，太阳能电池刚好可以利用这一部分太阳光进行光伏转换，达到将太阳能转换为电能的目的。另外太阳辐射产生的部分热能也可以由集热管吸收掉，可以达到对太阳能电池降温的目的，从而也提高了太阳能光伏转换的效率。

图2 分光镜下的太阳能电池

本产品的折叠机构主要由铰链机构和滑轨机构（如图3）组成，主要连接的部件为分光镜，为了可以实现太阳能光伏光热装置可进行折叠伸缩，其中每一个太阳能“瓦片”有三层一样的结构堆叠而成，三层结构每一层之间与滑轨连接，可以自由前后进行滑动，如视频1所示。

视频1  产品伸缩

图3 滑轨机构

每一层的分光镜都由铰链机构（如图4）链接，每次层的分光镜呈多个M形排布，每两片相连都分光镜也可旋转一定的角度，通过此结构可实现一个单元太阳能“瓦片”的左右折叠。同样太阳能光伏电池模块与分光镜的安装连接方式相同，分为三层，每层之间可以自由前后滑动，安装位置上太阳能光伏电池模块安装在∧形连接的分光镜底部，加热端水管则安装在V槽中。

图4 铰链机构

由于整个屋顶集热管呈网格排布，所以本产品集热管的排布与整个屋顶的太阳能“瓦片”相吻合，每根加热管安装在每个分光镜V形槽上方，以得到较大的受热面，一个单位的光伏光热板的水管排布与分光镜光伏板紧密排布结构紧凑。

一个单元的太阳能光伏光热装置，装配9条集热管，此外，出水管需在外面加上一层保温外壳，每个单元的太阳能光伏光热板之间的入水管和出水管都是首尾相连，一个单元的入水管与出水管之间，有九条支管相连，支管段就为加热段，加热管材料选择导热性极高的材料，水管内液体流速应控制在一个合理的范围之内，不宜过快。

图5  集热管

以上就是本产品的全部内容讲解，最后为大家展示本产品的工程制图（如图6）

图6 屋顶光伏光热储能一体化模组工程制图

四、光热储能工作原理

太阳能光热储能的工作原理是利用太阳能集热器将太阳辐射的能量收集转化为热能，以水为储热介质，将其储存在热水储罐，最终实现储能的目的。白天收集太阳能转化为热能储存起来，并在需要时释放出来，与太阳能热水器工作原理相类似，如图7。

图7 太阳能热水器原理

太阳能储能系统主要由集热器，保温水箱，水泵和管路系统组成。在天气良好，集热器中吸收太阳辐射的热能；同时，水箱中的水通过管路系统进入集热器，被加热后再返回水箱，经过多次循环，逐渐升温。

在夜晚或阴雨天气时，水箱中水的温度下降，需要重新加热。此时，可以通过电辅助加热器等方式进行补充加热，保证热水的供应。

具体来说太阳能热水器的工作原理是利用太阳能将太阳辐射的能量转化为热能，通过集热器和水箱等组成的系统，实现热水供应。并将热水以热能都形式储存起来，可用于取暖等应用。

五、产品优点

（1）本产品在使用时可以提高利用效率。对于绝大部分的太阳能光伏发电电池，在经过太阳光照射之下，太阳能电池板温度会随照射时间不断的上升，光伏转换效率与太阳能电池板有着直接的关系。太阳能电池板的温度越高，其光伏转换效率越低下，如果不能将这些温度有效的释放出去，不仅影响到了太阳能电池板的光伏转换效率，也将会影响到太阳能光伏板的使用寿命。在理论与研究表明，在正午阳光暴晒的情况下，没有利用冷却介质的措施，太阳能光伏板的工作温度可高达60~90摄氏度，而本产品在其利用冷却介质之后，太阳能光伏板的工作温度基本能维持在30~50摄氏度之间。本产品在把太阳能转换为电能的同时，也将太阳能电池板部分热量由冷却介质带走加以利用，降低太阳能光伏板的部分热量，从而提高太阳能光伏发电的转换效率，由此方式可得到热能和电能两种能量收益。

（2）本产品适用性强。本产品适用于各种建筑类型和地理环境，包括城市和农村地区。屋顶是太阳能的最佳载体，我国是人口大国，目前我国中大城市都是高层建筑或是小高层建筑，受其建筑结构的影响，可接收到的阳光面积是有限的，本产品可更容易实现与现代建筑屋顶一体化结合，可实现屋顶太阳能热水、屋顶光伏-地暖、屋顶光伏-暖气等应用，屋顶太阳能光伏光热储能一体化不仅节省安装空间还可以发电供热，而且极大的降低了空调和热水器的工作负荷，在降低用电成本的同时，除此之外多产生的电量还可获得额外的收益。

（3）本产品可实现电能/热能双输出。太阳能光伏光热储能一体化能够提供电能、热能两种能量形式，可用于供电、热水、取暖等。具备了太阳能综合利用的多功能性，能够满足不同用户对不同能量的不同需求，对于我国北方，就北半球而言，冬天是需要不间断的提供暖气的，利用太阳能光伏光热储能一体化技术可将太阳光产生的热量利用起来，为冬天的日常所需，到晚上时白天所产生的电能也可以为之利用来制暖，可做到冬天的全天供暖。

（4）本产品更绿色节能更环保。进入21世纪，随着全球经济的不断增长带来的化石能源消耗不断地增加，能源日益枯竭，化石能源危机加剧，可持续的再生能源成为了未来的希望。较传统的天然气制暖，本产品具有资源丰富、清洁、无污染、可持续性等特点。由于可以将太阳能转化为电能和热能进行储存，避免了因能量不能及时利用而导致的浪费现象。太阳能光伏光热综合储能充分利用了太阳能资源，使用本产品可以减少对传统能源的依赖，从而减少温室气体的排放，降低对环境造成的影响。

六、产品用途

太阳能光伏/光热储能一体化模组是一种高效、可持续的新型能源利用方式，具有能源资源丰富、环保、安全等优点。该产品通过太阳能电池板和太阳能集热器将太阳能转化为电能和热能，并通过储能装置对其进行储存，以便在需要时使用。

在太阳能光伏/光热储能一体化模组的设计过程中，可以根据实际需求和经济条件进行合理的布局和选择。我相信随着技术的不断进步和应用领域的扩展，太阳能光伏/光热储能一体化模组将逐渐成为未来能源领域的主流之一，为人类提供更加清洁、可持续的能源供应，推动人类社会的可持续发展。