高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统。它可以快速高效的降低高倍聚光太阳能电池组件的温度，配备散热装置的高倍聚光太阳能电池的光电转换效率可由目前的１３％提高至３５％。其结构包括：高倍聚光器、太阳能电池组件、与太阳能电池组件整体封装的振荡流热管散热器。振荡流热管散热器与太阳能电池组件靠近的一侧为蒸发段，蒸发段为含有Ｕ型微槽的高导热型材料，振荡流热管散热器的另一端为冷凝段，冷凝段热管与蒸发段的Ｕ型微槽口对接，形成相互联通的环路；冷凝段的热管置于大气环境，通过室外气流自然冷却；整个散热器无运动部件，无需外部机械动力传热，结构简单，当量传热大，效率高，价格低廉，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统。
技术介绍
随着全球化石能源的日渐枯竭和人类环保意识的增强，以光伏为核心的发电事业 近年来有了飞速的发展，光伏电池组件的成本高、光电转换效率低是制约光伏产业发展的 关键。高倍聚光光伏发电技术应运而生，该技术在大幅度降低电站成本和迅速实现大规模 生产方面具有很大的优势，弥补了一般电池板对蓄电池充电时，必须在强光照射下才能发 出足够的电量进行充电和充电时间相对较短的不足，高倍聚光太阳能发电显著减小了光伏 发电成本。然而，高倍聚光光伏发电系统也存在一定的问题，入射到电池组件上的高密度 的太阳能除一部分转换为电能之外，其余未转化为电能的太阳能转换为热能被电池组件吸 收，太阳能电池组件吸热后温度升高，太阳能电池的光电转换效率随着电池本身温度的升 高而急剧下降，并且温度过高也将影响电池的使用寿命。自然散热无法及时有效的散去电池组件本身的热量，因此为有效保障高倍聚光太 阳能电池工作温度，提高发电效率，延长使用寿命，需对聚光太阳能电池板进行有效地散 热，而目前尚缺乏有效的散热手段。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有高倍聚光太阳能电池组件的散热问题，提供一种 新型的高倍聚光太阳能电池组件的冷却系统，它可以快速高效的降低高倍聚光太阳能电池 组件的温度，配备散热装置的高倍聚光太阳能电池的光电转换效率可由目前的13%提高至 35%，且散热过程无需消耗任何机械能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案它包括一个高倍聚光器、太阳能电池组件和与太阳能电池组件整体封装的振荡流热管 散热器；振荡流热管散热器与太阳能电池组件靠近的一侧为蒸发段，振荡流热管散热器的 另一侧为冷凝段，依靠室外气流自然冷却；太阳能电池组件与振荡流热管散热器间设有温 度传感器，温度传感器将信号传送至机械控制器，当电池组件温度过高时，机械控制器调整 接受太阳光负荷，有效保障电池组件的正常工作。所述振荡流热管散热器的蒸发段内部蚀刻形成多个U型微槽，U型微槽替代传统 振荡流热管散热器中蒸发段的毛细管，传热性能好。所述振荡流热管的冷凝段不设壳体，热管暴露于室外大气环境，散热性能好。所述振荡流热管散热器的蒸发段由高导热型材料制成，冷凝段设有多个毛细管， 各毛细管的管口与蒸发段的U型微槽槽口焊接后相互联通，毛细管内液体工质的充液率为 309^60%。所述太阳能电池组件与振荡流热管散热器间设有导热硅胶，可最大限度的减小导 热热阻。本专利技术中太阳能发电系统由一个高倍聚光的聚光器，一个太阳能电池组件，高倍 聚光太阳能电池发电效率可达35%，另外未转化为电能的太阳光入射能，被太阳能电池组件 吸收，为保障电池组件的正常工作温度，将振荡流热管散热器与电池组件整体封装，电池板 吸收的热量由振荡流热管散热器带走。振荡流热管散热器与电池板靠近的一侧为蒸发段，蒸发段与电池组件之间填充导 热硅胶，导热硅胶内部设有温度传感器实测电池组件的温度，振荡流热管的蒸发段与电池 组件 整体封装。蒸发段为高导热型材料，内部蚀刻形成多个U型微槽；冷凝段不设壳体，冷 凝段的热管管口与U型微槽口对接，形成相互联通的环路。冷凝段的热管直接与大气环境 进行换热，冷却系统不含活动部件，无需消耗任何机械能。聚光太阳能电池组件的热量以热传导方式传递给振荡流热管散热器的蒸发段，蒸 发段温度升高，致使蒸发段U型槽内的流体升温，当流体升温至振荡流热管的启动温度时， 振荡流热管散热器开始工作，将电池组件的热量传递至振荡流热管散热器的冷凝段，冷凝 段暴露于大气环境中，在室外气流作用下自然散热。本专利技术的优点在于，将高效的振荡流热管换热技术与高倍聚光太阳能电池发电系 统相结合，利用振荡流热管散热器对电池组件散热，可以有效降低太阳电池的温度，使太阳 能电池长期以较高的光电转换效率工作，同时可延长太阳能电池的使用寿命；并且该散热 系统无任何活动部件，使用寿命长，无需外部机械力驱动，不消耗任何机械能。本专利技术选用振荡流热管散热器作为热传输元件带走光伏电池本身热量。振荡流热 管是一种新兴的高效换热单元，它具有传热性能优良、结构简单、可随意弯曲、加热方式灵 活、易于实现微型化等优点，基于振荡流热管技术研制的散热装置与太阳能电池装配在一 起，实现电池组件的有效散热。附图说明图1为高倍聚光太阳能电池组件的散热系统结构图2为本专利技术冷却系统中采用的振荡流热管散热器结构示意图。其中，1 一聚光器，2—太阳能电池组件，3—振荡流热管散热器，4一导热硅胶，5— 蒸发段，6—冷凝段，7—温度传感器，8—太阳能跟踪器，9-U型微槽，10-毛细管，11-机械控 制器。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。图1中，它包括与太阳能电池组件2整体封装的振荡流热管散热器3，振荡流热管 散热器3与太阳能电池组件2靠近的一侧为蒸发段5，内部蚀刻有U型微槽9，蒸发段5与太 阳能电池组件2之间布置至少一个温度传感器7 ；振荡流热管散热器3的另一侧为冷凝段 6，冷凝段6由多个毛细管10构成，不设壳体，毛细管10与U型微槽9对接，构成相互联通 的环路；温度传感器7实时测量太阳能电池组件2的温度，并将信号传送至机械控制器11， 若温度超过极限值，机械控制器11工作调整减小接收太阳能的能量(温度传感器信号优先 于太阳能跟踪器的信号，保障电池组件在正常范围内工作)；太阳能电池组件2与振荡流热 管散热器3间设有导热硅胶6。太阳能电池组件2位于聚光器1的焦点处。 图2中，蒸发段1为以导热性能良好的材料，内部蚀刻成U型微槽9，冷凝段2由毛 细管10折制而成，不设壳体，冷凝段2的毛细管10置于大气环境，自然散热。冷凝段2的 毛细管10与蒸发段1的U 型微槽9对接，组成相互联通的环路。毛细管10内流体介质的 充液率为30% 60%。权利要求一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，它包括一个高倍聚光器、太阳能电池组件和与太阳能电池组件整体封装的振荡流热管散热器；振荡流热管散热器与太阳能电池组件靠近的一侧为蒸发段，振荡流热管散热器的另一侧为冷凝段，依靠室外气流自然冷却，太阳能电池组件与振荡流热管散热器间设有温度传感器，温度传感器将信号传送至机械控制器。2.如权利要求1所述的高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，所述振 荡流热管散热器的蒸发段内部蚀刻形成多个U型微槽。3.如权利要求1所述的高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，所述振 荡流热管的冷凝段不设壳体，热管暴露于室外大气环境。4.如权利1或2或3所述的高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，所述 振荡流热管散热器的蒸发段由高导热型材料制成，冷凝段设有多个毛细管，各毛细管的管 口与蒸发段的U型微槽槽口焊接后相互联通，毛细管内流体介质的充液率为30%飞0%。5.如权利要求1所述的高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，所述太 阳能电池组件与振荡流热管散热器间设有导热硅胶。全文摘要本专利技术涉及一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统。它可以快速高效的降低高倍聚光太阳能电池组件的温度，配备散热装置的高倍聚光太阳能电池的光电转换效率可由目前的13%提高至35%。其结构包括高倍聚光器、太阳能电池组件、与太阳能电池组件整体封装的振荡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统，其特征是，它包括一个高倍聚光器、太阳能电池组件和与太阳能电池组件整体封装的振荡流热管散热器；振荡流热管散热器与太阳能电池组件靠近的一侧为蒸发段，振荡流热管散热器的另一侧为冷凝段，依靠室外气流自然冷却，太阳能电池组件与振荡流热管散热器间设有温度传感器，温度传感器将信号传送至机械控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿文广，李选友，高玲，罗光亮，张文克，
申请(专利权)人：山东天力干燥设备有限公司，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]