一种采用重力热管强化换热的光伏组件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种采用重力热管强化换热的光伏组件，属于太阳能技术领域。该光伏组件包括冷空气入口、冷却流道、重力热管、光伏盖板、玻璃盖板、热空气出口、保温隔板、保温层、保温壳体。冷却流道布置在光伏盖板下面中间位置，重力热管横向均匀布置在冷却流道两端。重力热管蒸发段吸走电池板多余热量，通过冷凝段放热将热量传给冷却流道内的空气，热空气流出流道，从而使光伏组件的温度维持在正常工作范围内。本实用新型专利技术不仅可以有效提高光伏组件的光电转换效率，更大限度的提升光伏组件的输出功率和使用寿命；而且克服了传统水冷型易受冻结，不能在高纬寒冷地区使用的缺点，具有很强的实用性，可应用于各种光伏系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种采用重力热管强化换热的光伏组件，属于太阳能

技术介绍
太阳能光伏组件(俗称太阳能电池板)是将性能一致或相近的太阳能电池片，按一定的排列串、并联后封装而成。目前商用的光伏电池组件的光电转换效率通常只有6～15％，其余大部分光能转化为热能，一部分散失到环境，另一部分保留在电池内部导致其温度升高。太阳能电池发电的过程实际是个放热过程，随着时间的积累，电池板的温度不断地升高，而温度的升高又会导致发电效率的降低。太阳能电池板温度每升高1℃，开路电压减少0.4％，短路电流基本不变，则输出功率减少0.4％。也就是说，电池温度每上升1℃，其光电转换效率下降3～5‰。因此，对太阳能电池板进行冷却降温对提高其发电效率具有十分重要的意义。常规的冷却方式是利用水或空气进行自然对流或强制对流，但空冷型的冷却效果有限，而水冷型易受冻结，不能在高纬寒冷地区使用。热管技术是一种高效的传热技术，它利用热传导原理与制冷介质的快速热传递性，通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，具有结构简单、传热效率高、无运转部件、工作可靠、使用寿命长等优点。将抗冻性能较好的热管与空冷型光伏组件相结合，不仅可以有效提高光伏组件的光电转化效率，而且还能够克服水冷型易冻、易腐蚀光伏组件的缺点。
技术实现思路
本技术提出一种采用重力热管强化换热的光伏组件，利用重力热管冷却光伏组件，降低其温度，并通过空气流道将热量排到周围环境，从而达到提高光伏组件光电转换效率的目的。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体6，所述保温壳体6的上表面设有光伏盖板2，所述保温壳体6的底板中间设有冷却流道16并向上延伸与光伏盖板2相连，光伏盖板2表面设有玻璃盖板1；所述光伏盖板2由透明TPT层7、EVA胶膜层Ⅰ8、光伏电池9、黑色TPT层10、EVA胶膜层Ⅱ11和电池基板12从上至下依次叠放而成；所述冷却流道16左右两侧为保温隔板4，前后两端分别连有热空气出口14和冷空气入口13，冷却流道16左右两侧横向均匀交错布置有重力热管3，重力热管3与保温壳体6的底板成一定倾角，重力热管3的冷凝段穿过保温隔板4固定在冷却流道16内，重力热管3的蒸发段位于冷却流道16外，且末端固定在保温壳体6上。进一步的，所述保温壳体6的侧边及底板内侧均设有保温层5，所述保温层5的厚度为20mm。进一步的，所述重力热管3的蒸发段通过导热硅胶15固定在保温壳体6的侧边上。进一步的，所述重力热管3与保温壳体6的底板之间所成倾角为10°。进一步的，所述重力热管3的冷凝段直径大于蒸发段直径。该光伏组件的工作原理为：当太阳光透过玻璃盖板，照射到光伏电池表面时，一部分的短波辐射被光伏电池转化为电能输出，其余部分则被吸收转化为热能。热量经电池基板通过空气传到重力热管的蒸发段，启动温度为40℃，然后重力热管内工作液体受热蒸发，蒸汽携带热量沿重力热管向上运动，到冷凝段蒸汽放出热量并通过对流换热把热量传给冷却流道内的冷空气；冷却流道内的冷空气由冷空气进口输入，冷空气受热后变成热空气，并在风压和浮升力的双重作用通过热空气出口下流入周围环境，同时工质冷凝成液体，依靠着自身的重力沿着内壁回流到蒸发段，继续吸收热量。如此循环工作使光伏组维持在正常工作的温度范围，确保其可靠高效运行。本技术的有益效果：可使太阳能光伏组件温度维持在正常工作范围内，不仅可以有效提高太阳能光伏组件的光电转换效率，大幅提升系统的输出功率，而且还可以延长太阳能光伏组件的使用寿命；同时适用于高纬寒冷地区，具有很强的实用性，可应用于各种光伏系统，如PV/T系统，太阳能热电联供系统及BIPV系统等。附图说明图1是本技术剖面结构示意图；图2是本技术的俯视图；图1-2中各标号：1-玻璃盖板；2-光伏盖板；3-重力热管；4-保温隔板；5-保温层；6-保温壳体；7-透明TPT层；8-EVA胶膜层Ⅰ；9-光伏电池；10-黑色TPT层；11-EVA胶膜层Ⅱ；12-电池基板；13-冷空气入口；14-热空气出口；15-导热硅胶；16-冷却流道。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。实施例1：如图1-2所示：一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体6，所述保温壳体6的上表面设有光伏盖板2，所述保温壳体6的底板中间设有冷却流道16并向上延伸与光伏盖板2相连，光伏盖板2表面设有玻璃盖板1；所述光伏盖板2由透明TPT层7、EVA胶膜层Ⅰ8、光伏电池9、黑色TPT层10、EVA胶膜层Ⅱ11和电池基板12从上至下依次叠放而成；所述冷却流道16左右两侧为保温隔板4，前后两端分别连有热空气出口14和冷空气入口13，冷却流道16左右两侧横向均匀交错布置有重力热管3，重力热管3与保温壳体6的底板成一定倾角，重力热管3的冷凝段穿过保温隔板4固定在冷却流道16内，重力热管3的蒸发段位于冷却流道16外，且末端通过导热硅胶15固定在保温壳体6侧边上。实施例2：一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体6，所述保温壳体6的上表面设有光伏盖板2，所述保温壳体6的底板中间设有冷却流道16并向上延伸与光伏盖板2相连，光伏盖板2表面设有玻璃盖板1；所述光伏盖板2由透明TPT层7、EVA胶膜层Ⅰ8、光伏电池9、黑色TPT层10、EVA胶膜层Ⅱ11和电池基板12从上至下依次叠放而成；所述冷却流道16左右两侧为保温隔板4，前后两端分别连有热空气出口14和冷空气入口13，冷却流道16左右两侧横向均匀交错布置有重力热管3，重力热管3与保温壳体6的底板成一定倾角，重力热管3的冷凝段穿过保温隔板4固定在冷却流道16内，重力热管3的蒸发段位于冷却流道16外，且末端通过导热硅胶15固定在保温壳体6侧边上。所述保温壳体6的侧边及底板内侧均设有保温层5，保温层5的厚度为20mm，保温层5采用聚苯乙烯材料，用泡沫填缝剂填充缝隙，与玻璃盖板1和光伏盖板2密封整体形成一个封闭空间。实施例3：一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体6，所述保温壳体6的上表面设有光伏盖板2，所述保温壳体6的底板中间设有冷却流道16并向上延伸与光伏盖板2相连，光伏盖板2表面设有玻璃盖板1；所述光伏盖板2由透明TPT层7、EVA胶膜层Ⅰ8、光伏电池9、黑色TPT层10、EVA胶膜层Ⅱ11和电池基板12从上至下依次叠放而成；所述冷却流道16左右两侧为保温隔板4，前后两端分别连有热空气出口14和冷空气入口13，冷却流道16左右两侧横向均匀交错布置有重力热管3，重力热管3与保温壳体6的底板成一定倾角，重力热管3的冷凝段穿过保温隔板4固定在冷却流道16内，重力热管3的蒸发段位于冷却流道16外，且末端通过导热硅胶15固定在保温壳体6侧边上。所述重力热管3材料为铜，蒸发段外径为8mm，长度500mm；冷凝段外径为24mm，长度80mm；且安装时与保温壳体6的底板所在平面成10°倾角。当太阳光透过玻璃盖板，照射到光伏电池表面时，一部分的短波辐射被光伏电池转化为电能输出，其余部分则被吸收转化为热能。热量经电池基板通过空气传到重力热管的蒸发段，启动温度为40℃，然后重力热管内工作液体受热蒸发，蒸汽携带热量沿重力热管向上运动，到冷凝段蒸汽放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体(6)，其特征是：所述保温壳体(6)的上表面设有光伏盖板(2)，所述保温壳体(6)的底板中间设有冷却流道(16)并向上延伸与光伏盖板(2)相连，光伏盖板(2)表面设有玻璃盖板(1)；所述光伏盖板(2)由透明TPT层(7)、EVA胶膜层Ⅰ(8)、光伏电池(9)、黑色TPT层(10)、EVA胶膜层Ⅱ(11)和电池基板(12)从上至下依次叠放而成；所述冷却流道(16)左右两侧为保温隔板(4)，前后两端分别连有热空气出口(14)和冷空气入口(13)，冷却流道(16)左右两侧横向均匀交错布置有重力热管(3)，重力热管(3)与保温壳体(6)的底板成一定倾角，重力热管(3)的冷凝段穿过保温隔板(4)固定在冷却流道(16)内，重力热管(3)的蒸发段位于冷却流道(16)外，且末端固定在保温壳体(6)上。

【技术特征摘要】
1.一种采用重力热管强化换热的光伏组件，包括一保温壳体(6)，其特征是：所述保温壳体(6)的上表面设有光伏盖板(2)，所述保温壳体(6)的底板中间设有冷却流道(16)并向上延伸与光伏盖板(2)相连，光伏盖板(2)表面设有玻璃盖板(1)；所述光伏盖板(2)由透明TPT层(7)、EVA胶膜层Ⅰ(8)、光伏电池(9)、黑色TPT层(10)、EVA胶膜层Ⅱ(11)和电池基板(12)从上至下依次叠放而成；所述冷却流道(16)左右两侧为保温隔板(4)，前后两端分别连有热空气出口(14)和冷空气入口(13)，冷却流道(16)左右两侧横向均匀交错布置有重力热管(3)，重力热管(3)与保温壳体(6)的底板成一定倾角，重力热管(3)的冷凝段穿过保温隔板(4)固定在冷却流道(16)内，重...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗会龙，王浩，王霜，林辩启，田盼雨，刘黎飞，常乐，寇宏侨，吴帧芬，陈子丹，薛涛，王钦戎，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53