维护太阳能模块制造技术

一种太阳能系统，包括：多个太阳能电池，该多个太阳能电池安装在球形框架的外表面上，该球形框架包括限定内部空间的内表面；冷源，该冷源包括安装在球形框架的内部空间内的中空壳体；以及相变材料，该相变材料定位在冷源的中空壳体中，该相变材料热耦合到球形框架的内表面以从球形框架的外表面接收热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】维护太阳能模块优先权申明本申请要求2017年1月3日提交的美国专利申请No.15/397,205的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及用于维护太阳能模块的系统和方法，并且更具体地涉及清洁和冷却太阳能模块的表面。
技术介绍
诸如光伏(PV)系统和定日镜系统的太阳能系统和模块在经历大量晴朗的白天时间的气候和外界环境中最有效地运行。然而，在这样的气候和外界环境中，大量的晴朗的时间可能产生对于太阳能系统运行不是最佳的条件。例如，绕地球的许多经历晴朗气候的地方也经历与晴朗时间一致的高的白天温度。此外，许多晴朗气候处于环境大气中普遍存在沙子、灰尘和其它颗粒的地方。诸如高温和大气颗粒的气候条件会对太阳能系统(例如，在太阳能电池板阵列中使用的PV电池)的有效运行增加挑战。例如，当晴朗的天气增加太阳能阵列的功率输出时，灰尘和高温会降低效率，从而导致太阳能输出降低。
技术实现思路
在总体的实施方式中，太阳能系统包括多个太阳能电池，所述多个太阳能电池安装在球形框架的外表面上，所述球形框架包括限定内部空间的内表面；冷源，所述冷源包括安装在球形框架的内部空间内的中空壳体；以及相变材料，所述相变材料定位在所述冷源的所述中空壳体中，所述相变材料热耦合到所述球形框架的内表面以从所述球形框架的外表面接收热量。在可与总体实施方式组合的方面中，多个太阳能电池包括多个光伏(PV)电池。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，相变材料包括至少一种石蜡。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括安装在内部空间内的至少一个永磁体。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，所述至少一个永磁体在所述内部空间内安装在一轴上，所述轴延伸穿过所述球形框架的直径和所述冷源。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，所述至少一个永磁体包括包围所述冷源的中空磁体。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面进一步包括磁化传热流体，所述磁化传热流体在球形框架的内部空间内设置在中空磁体与球形框架的内表面之间，并且至少部分地基于从球形框架的外表面传递到磁化传热流体中的热量的量和由中空磁体产生的磁场可在球形框架的内部空间内在中空磁体与球形框架的内表面之间流动。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面进一步包括多个挡板，所述多个挡板在球形框架的内部空间内安装在冷源与球形框架的内表面之间。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，多个挡板在内部空间内形成用于磁化传热流体的至少一个流动路径，所述至少一个流动路径沿球形框架的内表面的圆周定向。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括至少一个环形永磁体，所述至少一个环形永磁体邻近球形框架的外表面周向地安装。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括磁化传热流体，所述磁化传热流体在所述球形框架的内部空间内设置在所述冷源与所述球形框架的内表面之间，并且至少部分地基于从所述球形框架的外表面传递到所述磁化传热流体中的热量的量和由所述环形永久磁体产生的磁场可在所述球形框架的内部空间内在所述冷源与所述球形框架的内表面之间流动。在另一总体实施方式中，一种用于冷却太阳能系统的方法包括：使太阳能系统运行，所述太阳能系统包括安装在球形框架上的多个太阳能电池；将热量从球形框架的外表面传递到球形框架的内表面，并传递到安装在球形框架的内部空间内的冷源；将热量从冷源传递到定位于冷源中的相变材料；以及基于从球形框架的外表面接收的热量，将相变材料的至少一部分从固相转变到半固相或液相。在可与总体实施方式组合的方面中，多个太阳能电池包括多个光伏(PV)电池。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，相变材料包括至少一种石蜡。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括：利用至少一个磁体在球形框架的内部空间内产生磁场；将热量从球形框架的外表面传递到容纳在内部空间内的磁化流体；以及基于所产生的磁场和从外表面传递到磁化流体的热量的量，使内部空间内的磁化流体在球形框架的内表面与冷源之间循环。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，磁化传热流体包括铁磁流体液体，所述铁磁流体液体包括多个磁化颗粒。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，所述至少一个磁体包括永磁体。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，产生磁场包括：由在所述内部空间内安装在一轴上的至少一个磁体产生磁场，所述轴延伸穿过所述球形框架的直径。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，所述至少一个磁体包括包围所述冷源的球形磁体。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，产生磁场包括：利用邻近球形框架安装的多个环形磁体产生磁场。在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中，使所述磁化流体在所述内部空间内循环包括：使所述磁化流体循环通过所述内部空间内的流动路径，所述流动路径由安装在所述球形框架的内部空间内的多个挡板形成。可与前述方面中的任一方面组合的另一方面还包括：至少部分地基于所述磁化流体在所述内部空间内的循环，使所述球形框架绕着旋转轴线旋转。根据本公开的一个、一些或所有实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，根据本公开的太阳能系统可以增加光伏能系统的效率(例如，电力输出)。根据本公开的太阳能系统可便于PV电池的原位清洁，而很少拆卸或不拆卸太阳能系统。作为另一个示例，在诸如遮阳罩和停车场的区域中，可以容易地链接太阳能系统的多个自清洁阵列。此外，根据本公开的太阳能系统可以包括球形设计，该球形设计为用于太阳能吸收的暴露的半球形区域提供比平面太阳能电池板多150％的表面面积。作为另一示例，太阳能系统的太阳能电池板清洁系统也可以用作热传递机构以降低系统的太阳能电池板的表面温度。作为另一示例，通过铁磁流体密封，本公开的太阳能系统的清洁系统可以经历清洁溶液的很少蒸发或没有蒸发，以及太阳能电池板与清洁系统之间的很小摩擦或没有摩擦。根据本公开的一个、一些或所有实施方式还可以包括以下特征中的一个或多个。例如，根据本公开的太阳能系统也可以使用低能量或无能量磁热泵机构来循环冷却流体以冷却电力系统的太阳能电池板。根据本公开的太阳能系统可以利用永磁体来驱动磁热泵，该磁热泵继而可以旋转系统的球形太阳能电池板。根据本公开的太阳能系统还可以利用不需要电力的传热材料来冷却电力系统的太阳能电池板。作为另一个示例，太阳能系统可以包括使用很少或不使用电力并且需要很少或不需要维护的冷却和清洁系统。在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。其它特征、目的和优点将从描述和附图以及权利要求书变得显而易见。附图说明图1A是太阳能系统的至少一部分的示意图；图1B是包括太阳能电池板清洁组件的太阳能系统的至少一部分的示意图；图2是包括至少一个磁体和用于冷却太阳能系统的磁化流体的太阳能系统的至少一部分的内部截面图的示意图；图3是包括至少一个磁体和用于冷却太阳能系统的磁化流体以及太阳能电池板清洁组件的另一太阳能系统的至少一部分的示意图；图4是磁流体泵的示例性操作的示意图；图5是包括至少一个磁体和太阳能电池板安装组件的太阳能系统的至少一部分的示意图；图6是包括内部球形壳体的太阳能系统的至少一部分的示意图；图7是包括安装在内部球形壳体中的至少一个磁体和用于冷却太阳能系统的磁化流体以及相变传热材料的太阳能系统的至少一部分的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能系统，包括：多个太阳能电池，所述多个太阳能电池安装在球形框架的外表面上，所述球形框架包括限定内部空间的内表面；冷源，所述冷源包括安装在所述球形框架的内部空间内的中空壳体；以及相变材料，所述相变材料定位在所述冷源的中空壳体中，所述相变材料热耦合到所述球形框架的内表面以从所述球形框架的外表面接收热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.03 US 15/397,2051.一种太阳能系统，包括：多个太阳能电池，所述多个太阳能电池安装在球形框架的外表面上，所述球形框架包括限定内部空间的内表面；冷源，所述冷源包括安装在所述球形框架的内部空间内的中空壳体；以及相变材料，所述相变材料定位在所述冷源的中空壳体中，所述相变材料热耦合到所述球形框架的内表面以从所述球形框架的外表面接收热量。2.如权利要求1所述的太阳能系统，其中，所述多个太阳能电池包括多个光伏(PV)电池。3.如权利要求1所述的太阳能系统，其中，所述相变材料包括至少一种石蜡。4.如权利要求1所述的太阳能系统，还包括至少一个永磁体，所述至少一个永磁体安装在所述内部空间内。5.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述至少一个永磁体在所述内部空间内安装在一轴上，所述轴延伸穿过所述球形框架的直径和所述冷源。6.如权利要求4所述的太阳能系统，其中，所述至少一个永磁体包括包围所述冷源的中空磁体。7.如权利要求6所述的太阳能系统，还包括磁化传热流体，所述磁化传热流体在所述球形框架的内部空间内设置在所述中空磁体与所述球形框架的内表面之间，并且至少部分地基于从所述球形框架的外表面传递到所述磁化传热流体中的热量的量和由所述中空磁体产生的磁场能够在所述球形框架的内部空间内在所述中空磁体与所述球形框架的内表面之间流动。8.如权利要求7所述的太阳能系统，还包括多个挡板，所述多个挡板在所述球形框架的内部空间内安装在所述冷源与所述球形框架的内表面之间，所述多个挡板在所述内部空间内形成用于所述磁化传热流体的至少一个流动路径，所述至少一个流动路径沿所述球形框架的内表面的圆周定向。9.如权利要求1所述的太阳能系统，还包括至少一个环形永磁体，所述至少一个环形永磁体邻近所述球形框架的外表面周向地安装。10.如权利要求9所述的太阳能系统，还包括磁化传热流体，所述磁化传热流体在所述球形框架的内部空间内设置在所述冷源与所述球形框架的内表面之间，并且至少部分地基于从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小詹姆斯·克莱德·哈塞尔，路易斯·古斯塔沃·多瓦尔，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA