定型复合相变材料-水混合冷却的光伏电池板热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了定型复合相变材料

【技术实现步骤摘要】
定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统


[0001]本专利技术属于太阳能光伏系统热管理
，特别涉及定型复合相变材料
‑
水混合冷却的光伏电池板热管理系统。

技术介绍

[0002]太阳能具有来源广、运行费用低、不污染环境等优点，我国地域辽阔、日照充足，这使得太阳能具有解决能源需求问题的潜力。光伏发电是一种生态友好型技术，可成为重要的电力来源，满足不断增长的能源需求。光伏电池接受的太阳辐射只有20％会转换为电能，并且其光电转换效率会随着温度的上升而明显下降，每当温度上升一度，光电转换效率下降0.4％
‑
0.65％，温度过高或温度分布不均皆会破坏光伏材料的结构，缩短光伏电池板的寿命，所以需要对光伏电池板进行有效的冷却。
[0003]光伏电池板的散热技术可分为主动冷却技术与被动冷却技术，主动冷却技术效率高、效果好，但是一般需要电能或者是其他能量来提供动力，造成太阳能发电系统整体能量效率下降，并且会导致被冷却的光伏电池的温度沿着流体流动的方向增加，造成板面温度分布不均，影响光伏电池板的寿命，对光伏电池板的实际应用有较大阻碍；被动冷却技术不需要消耗外部能量，但换热效率低，换热效果不佳，开发冷却技术对光伏电池板进行有效热管理成为光伏发电技术推行中的关键。

技术实现思路

[0004]为了克服上述
技术介绍
的不足和缺点，本专利技术提供定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，将定型复合相变材料层结合流水冷管置于光伏电池板背面，持续均匀地降低光伏电池板的工作温度。
[0005]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，包括光伏电池板、蓄电池机组、定型复合相变材料层、流水冷管、温度传感器和金属背板；
[0006]所述蓄电池机组和所述光伏电池板电性连接；
[0007]所述光伏电池板包括采光面和背光面；
[0008]所述光伏电池板的采光面由多个电池组件组成；
[0009]所述定型复合相变材料层设置在所述光伏电池板的背光面；
[0010]所述流水冷管设置在所述定型复合相变材料层内；
[0011]所述温度传感器安装于所述光伏电池板的采光面；
[0012]所述金属背板设置在所述定型复合相变材料层的背面进行封装。
[0013]优选地，所述定型复合相变材料层的材质为正十八烷
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膨胀石墨复合相变材料。
[0014]正十八烷与膨胀石墨质量比为8:2。
[0015]优选地，所述正十八烷的相变温度范围为27.4～34.5℃，焓值为242.3J/g。
[0016]优选地，所述光伏电池板为单晶硅光伏电池板。
[0017]优选地，金属背板的材质为铝。
[0018]优选地，所述蓄电池机组包括蓄电池组和与蓄电池组连接的充放电控制器。
[0019]优选地，所述定型复合相变材料层与光伏电池板之间涂覆有热硅脂。
[0020]优选地，所述定型复合相变材料与光伏电池板通过U字夹固定。
[0021]优选地，流水冷管为紫铜管。
[0022]优选地，所述流水冷管与定型复合相变材料层间涂覆有导热硅脂。
[0023]优选地，流水冷管呈回字形，均匀固定在所述定型复合相变材料层内，并与供水系统相通。流水冷管均匀设置，从而可以均匀地降低光伏电池板的工作温度。
[0024]优选地，流水冷管包括进水口和出水口，进水口处设置有接头，通过接头、软管和供水系统连接。
[0025]优选地，流水冷管的进水口处还设置有入水口阀门。
[0026]流水冷管工作时，入水口阀门打开，冷水从供水系统中进入流水冷管，冷水在流水冷管流动的过程中带走定型复合相变材料层与光伏电池板的多余热量，换热后的水从流水冷管的出水口排出。供水系统可以持续地给流水冷管供应冷水，从而可以持续均匀地降低光伏电池板的工作温度。
[0027]本专利技术提供的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统的工的运行方法包括如下步骤：在有阳光时，光伏电池板接收太阳辐射并将其转换为电能储存在蓄电池机组内，在光伏电池板采光面升温且温度低于40℃阶段，定型复合相变材料层吸收光伏电池板上多余的热量对其进行冷却，流水冷管处于关闭状态，在光伏电池板采光面温度高于40℃时，温度传感器发出信号使流水冷管入水口阀门打开，流水冷管开始工作带走大量的热量，使定型复合相变材料层与光伏电池板的温度持续下降，当光伏电池板采光面温度小于25℃时，温度传感器发出信号使流水冷管入水口阀门关闭，光伏电池板转换为升温状态。
[0028]本专利技术相对于现有技术，至少具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术相变温度27.4～34.5℃，与光伏电池板的适宜工作温度匹配，且定型复合相变材料层制作工艺简单，不涉及化学反应，储热换热效果好并具有良好的循环稳定性。
[0030](2)本专利技术具有相变材料冷却、相变材料
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水冷混合冷却两个冷却状态，可根据光伏电池板工作温度进行切换，最大限度地节约了用于驱动水冷的能量，保护了光伏组件免于因温度过高而损坏，同时显著提高了发电效率。
[0031](3)本专利技术仅相变材料冷却的状态下，复合相变材料吸收光伏电池板上多余的热量，直至发生相变由固态变为液态，缓解光伏电池板的升温速率、提高光伏电池板温度均匀度，此过程为被动冷却过程，无需额外输入能量进行冷却。
[0032](4)本专利技术在相变材料
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水冷混合冷却的状态下，流水冷管里的水不断高效地带走相变材料层与光伏电池板上的热量，使其不断降温，保证光伏电池板一直处于适宜的工作温度内，大大延长其使用寿命。
附图说明
[0033]图1是本专利技术定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统的结构示意图。
[0034]图2是本专利技术实施例提供的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统的侧面剖面图。
[0035]图3是本专利技术使用的定型复合相变材料的差示量热扫描(DSC)测试图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都是本专利技术保护的范围。
[0037]请参阅图1和图2，本专利技术提供的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，包括光伏电池板1，定型复合相变材料层2，流水冷管3，温度传感器4，金属背板5和电池机组6。
[0038]所述光伏电池板1和蓄电池机组6电性连接以进行发电并将电量储存在蓄电池机组6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，其特征在于，包括光伏电池板(1)、蓄电池机组(6)、定型复合相变材料层(2)、流水冷管(3)、温度传感器(4)和金属背板(5)；所述蓄电池机组(6)和所述光伏电池板(1)电性连接；所述光伏电池板(1)的采光面由多个电池组件组成；所述定型复合相变材料层(2)设置在所述光伏电池板(1)的背光面；所述流水冷管(3)设置在所述定型复合相变材料层(2)内；所述温度传感器(4)安装于所述光伏电池板(1)的采光面；所述金属背板(5)设置在所述定型复合相变材料层(2)的背面进行封装。2.根据权利要求1所述的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，其特征在于，所述定型复合相变材料层(2)的材质为正十八烷
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膨胀石墨复合相变材料。3.根据权利要求2所述的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，其特征在于，所述正十八烷的相变温度范围为27.4～34.5℃，焓值为242.3J/g，正十八烷与膨胀石墨质量比为8：2。4.根据权利要求1所述的定型复合相变材料
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水混合冷却的光伏电池板热管理系统，其特征在于，所述光伏电池板(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学农，邓素芸，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：