一种高倍聚光光伏热控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种高倍聚光光伏热控装置，包括散热器及水箱，所述散热器上的循环管道设置在水箱的内部，循环管道内的携热工质与水箱内的水发生热交换；其特征在于：所述散热器还包括吸热面及散热部，所述散热部设置在吸热面的一侧，其上设置介质入口及介质出口，循环管道连接在介质入口及介质出口；所述散热器的内部设置有翅片，相邻所述翅片形成的间隙相等。本发明专利技术提供的技术方案用于聚光光伏发电电池的温度控制，其结构合理，利用携热工质将吸热面上的热量带走，以达到温度控制的目的，保障电池寿命，提高聚光光伏发电的可靠性及效率；并且携热工质带走的热量保存在水箱中的水中，减少了浪费，提高了能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种高倍聚光光伏热控装置
本专利技术涉及太阳能光伏
，尤其涉及一种高倍聚光光伏热控装置。
技术介绍
聚光光伏是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术。聚光光伏技术通过光学方法，将分散的太阳能聚集起来，实现高温、高热流太阳能利用。例如，通过菲涅尔平面聚光，可以实现几何倍率1000倍以上的太阳光能的汇聚，此时，光斑处的温度达到甚至超过1000℃，热流密度到达100W/cm2以上。三结型聚光光伏发电是聚光光伏发电的一种，其可获得高达40％的光电转换效率。相对比常规的光伏发电，不仅在于发电效率高；还在于，对环境的污染破坏少，冶炼过程的能源消耗少。由于高倍聚光，聚光温度高，热流密度大，虽然三结型聚光光伏发电效率高达40％，但是仍有60％的能量需要以热量的形式在非常小的散热面积上传递出去，这个称之为高强度传热过程。高强度传热过程会破坏光伏发电电池的寿命，影响聚光光伏发电的运行。现有高倍聚光光伏的冷却方式主要有：通过铝型材散热的空气自然冷却方式、微通道结构的水冷冷却方式、浸泡式聚光光伏电池冷却方式。铝型材散热方式，虽然散热面积足够大，但是在与聚光光伏电池贴合的接触面处，热流量大，热阻大，温度高，甚至超过光伏电池工作温度上限；铝型材散热方式，重量不大，价格不高，但是这种冷却方式，使得聚光光伏电池长期处于疲劳状态，对电池的寿命损伤很大。微通道结构的水冷冷却方式，由于结构特殊，流体在微通道内的流动阻力大，需要的外部泵功耗较大。微通道散热结构加工难度大，成本造价高。大流量的冷却液经过微通道结构，冷却系统的温升较小，冷却液后续再利用率小。浸泡式冷却方式，不是最终的冷却方式，还需要外加一个冷却系统，中间环节较多。因此，亟需设计一种光伏热控装置对聚光光伏发电的电池进行温度控制，从而提高发电效率，保障电池寿命，提供安全可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，本专利技术提供的一种高倍聚光光伏热控装置，其结构合理，利用携热工质将吸热面上的热量带走，以达到温度控制的目的，保障电池寿命，提高聚光光伏发电的可靠性及效率；并且携热工质带走的热量保存在水箱中的水中，减少了浪费，提高了能源的利用率。本专利技术的技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种高倍聚光光伏热控装置，具体包括散热器及水箱，所述散热器上的循环管道设置在水箱的内部，循环管道内的携热工质与水箱内的水发生热交换；其特征在于：所述散热器还包括吸热面及散热部，所述散热部设置在吸热面的背面一侧，其上设置介质入口及介质出口，循环管道连接在介质入口及介质出口；所述散热部的内部设置有翅片，相邻所述翅片形成的间隙相等。在一些实施例中，介质入口及介质出口呈斜对角设置，介质入口在介质出口上方。在一些实施例中，翅片在吸热面背部延垂直于吸热面的方向设置。在一些实施例中，所述循环管道内的携热工质的填充量为95％。在一些实施例中，所述水箱的内部设置有若干折流板，所述折流板水平设置在水箱的内部。在一些实施例中，所述折流板一端焊接在水箱的侧壁上，其另一端与水箱的内壁设置一端距离。在一些实施例中，所述水箱的下部设置有压块，压块上设置有通孔，循环管道穿过压块上的通孔设置在水箱内；所述循环管道上设置有波纹管段，其位于压块与散热部之间。在一些实施例中，所述高倍聚光光伏热控装置还包括间距调节机构，所述间距调节机构由固定块及螺杆，所述固定块设置在吸热面的一侧，螺杆安装在固定块的螺孔上，其一端与水箱上的压块相抵接。在一些实施例中，所述间距调节机构为微型气缸，其中缸体设置在吸热面的一侧，缸杆的一端与水箱上的压块相抵接。本专利技术有益效果：本专利技术提供的一种高倍聚光光伏热控装置，其结构合理，具有以下技术效果：(1)利用液冷方式的散热结构形式，可以将加热端的高热流密度在冷却端高效分散，形成大传热面积，冷却端壁面温度高，传热温差大，低热流密度的热源，能够高效的传递给冷却水，高效地将这些废热转变成有用的热水，用于后续的冬季供热，或者夏季制冷的热源。(2)设置了折流板的储水箱体结构小，容水量少，无太阳能光照条件下，储水箱内的存水便于放干。(3)采用大面积金属吸热面集中吸热至面积较小的散热部，而不是直接在金属吸热面中进行热交换，提高了集热效率，从聚光光伏电池热面吸收热量，是发生高强度传热的主体区域，热量通过集中递给散热部内的携热工质，由于携热工质与金属吸热面壁面的当量对流传热系数高于相变传热时的沸腾或者蒸发系数，从而有效控制了散热器与聚光光伏电池贴合处的温度，起到了控温的目的。(4)散热部等间距设置翅片，增加携热工质与发热源的充分接触，以带走更大热量，加强温度控制；介质入口与介质出口的设置方式延长了工质在散热部的停留时间，同时翅片在吸热面背部延垂直于吸热面的方向设置，可以充分利用翅片的长度进行热交换，上述结构的翅片能够强化携热工质在吸热面处的吸热能力，使得携热工质在吸热面处热流均匀吸收，避免产生传热恶化现象。(2)本申请通过设置间距调节机构，以适用于太阳高度角的变化，而获得相匹配的传热能力，加强温度控制。(6)携热工质充装量在95％的体积充装量下，可以使得，高倍聚光光伏热控装置在高倍聚光太阳能光照条件下，起到高热流密度传热，降低吸热面工作温度的情况下工作，这种充装量使得高倍聚光光伏热控装置的效果最佳。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1是本专利技术所述一种高倍聚光光伏热控装置的结构示意图；图2是图1的后视图；图3是图2的左视图；图4是本专利技术之散热器的结构示意图；图5是图4的左视图；图6是本专利技术之水箱的结构示意图；图7是图6的左视图；图8是图6的俯视图；图9是本专利技术之吸热面与散热部的结构示意图；图10是图9的剖视图。附图中，各标号所代表的部件如下：10.散热器；11.循环管道；12.吸热面；13.散热部；14.介质入口；15.介质出口；16.翅片；17.波纹管段；20.水箱；21.折流板；22.压块；23.水入口；24.水出口；30.间距调节机构；31.固定块；32.螺杆。具体实施方式图1至图10是本专利技术所述一种高倍聚光光伏热控装置的相关附图，下面结合具体实施例和附图，对本申请进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本专利技术实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。图1是本申请所述一种高倍聚光光伏热控装置的结构示意图，其具体包括散热器10及水箱20，所述散热器10上的循环管道11设置在水箱20的内部，循环管道11内的携热工质与水箱20内的水发生热交换，图2是图1的后视图，图3是图2的左视图。所述散热器10还包括吸热面12及散热部13，如图4所示，所述散热部13设置在吸热面12的背面一侧，其上设置介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高倍聚光光伏热控装置，包括散热器(10)及水箱(20)，所述散热器(10)上的循环管道(11)设置在水箱(20)的内部，循环管道(11)内的携热工质与水箱(20)内的水发生热交换；其特征在于：所述散热器(10)还包括吸热面(12)及散热部(13)，所述散热部(13)设置在吸热面(12)的背面一侧，其上设置介质入口(14)及介质出口(15)，循环管道(11)连接在介质入口(14)及介质出口(15)；所述散热部(13)的内部设置有翅片(16)，相邻所述翅片(16)形成的间隙相等。

【技术特征摘要】
1.一种高倍聚光光伏热控装置，包括散热器(10)及水箱(20)，所述散热器(10)上的循环管道(11)设置在水箱(20)的内部，循环管道(11)内的携热工质与水箱(20)内的水发生热交换；其特征在于：所述散热器(10)还包括吸热面(12)及散热部(13)，所述散热部(13)设置在吸热面(12)的背面一侧，其上设置介质入口(14)及介质出口(15)，循环管道(11)连接在介质入口(14)及介质出口(15)；所述散热部(13)的内部设置有翅片(16)，相邻所述翅片(16)形成的间隙相等。2.根据权利要求1所述的高倍聚光光伏热控装置，其特征在于，介质入口(14)及介质出口(15)呈斜对角设置，介质入口(14)在介质出口(15)上方。3.根据权利要求1或2所述的高倍聚光光伏热控装置，其特征在于，翅片(16)在吸热面(12)背部延垂直于吸热面(12)的方向设置。4.根据权利要求1所述的高倍聚光光伏热控装置，其特征在于，所述循环管道(11)内的携热工质的填充量为95％。5.根据权利要求1所述的高倍聚光光伏热控装置，其特征在于，所述水箱(20)的内部设置有若...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁达忠，姜玉雁，胡和敏，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11