本发明专利技术涉及一种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置，以太阳能光伏发电系统为主能源，半导体温差发电作为电池温度反馈和控制的重要辅助手段。半导体温差发电模块利用太阳能电池背面与环境温度之间的温差发电，并输送到控制系统中作为自动反馈来调节散热器中风扇。控制器能够自动判断电池板冷却介质的温度值是否过高，并由此确定是否启动烟囱冷却器中附加强力散热风扇。而烟囱式散热器则是利用了烟囱效应达到降低冷却介质温度的目的，其冷却效果与温度成反比，起到自动反馈调节的作用。装置将半导体温差发电与太阳能光伏发电技术有效的结合起来，充分利用太阳能电池发电过程中的低品位热，将之转换为散热的能源，对提高太阳能光伏电池的效率起到很大作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能光伏装置，特别涉及一种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置。
技术介绍
随着石油、煤、天然气等不可再生能源的消耗及资源的衰竭，人们希望通过对太阳能等新能源的开发利用来解决由于不可再生能源资源枯竭所导致的日益严重的能源危机。太阳能光伏发电是一种可以直接将太阳能转化为电能的技术，在其发电过程中不会对周围环境产生较大的不利影响，因此受到人们越来越多的青睐。目前应用于商业化的光伏电池主要是硅系太阳能光伏电池，其输出特性随着温度的升高而发生显著的变化开路电压变小，而短路电流略微增大，导致转换效率的降低。通常在自然对流的情况下，电池的温度较环境温度高30°C以上，而在夏季高温时会高达50°C以上，此时电池的使用效率和寿命都会 受到直接的影响，因此需要采用有效地降温措施使之能够正常工作。半导体温差发电技术是在燃料电池在实际应用中遇到困难后得到人们关注的。半导体エ艺及材料技术的进步使得较高转换效率的热电材料成为可能，它具有无噪音、无磨损、无介质泄露、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点，其后期维护成本几乎是零。以上因素使得民用领域的温差电技术成为热门的研究方向。实验研究表明，太阳能电池效率随着温度的升高而降低，且降幅较大；半导体温差模块随着热面温度的升高，其效率和功率都有所増加；烟 效应可以将温度直接转化为动力，且随着出ロ段温度和高度的升高，这种效应更加的明显。如果能够有效地将这三者结合，利用半导体温差模块和烟囱式的散热器在不增加能耗的同时给光伏电池降温，增加输出，这样就在緑色、节能、环保的同时提高了光伏系统的发电效率。
技术实现思路
本专利技术是针对光伏系统的发电散热和效率的问题，提出了一种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置，采用蓄电池存储能量，采用烟囱式冷却器及半导体温差发电模块使整个系统具有自动调节温度、运行平稳可靠，提高了装置的工作效率。本专利技术的技术方案为一种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置，包括太阳能光伏发电系统、温差发电系统、冷却系统、电源控制系统和温度控制系统，太阳能光伏发电系统包含太阳能电池板和电源控制器，温差发电系统给冷却系统供电，冷却系统包含电池板背面通道、管道、蓄水箱、小功率水泵和畑 式散热器；温差发电系统包含温差模块和U型铜质通道，U型铜质通道安装在畑 式散热器中；畑 式散热器包含由半导体温差模块驱动控制的强排风风扇、散热排、辅助风扇及位于中部的温差模块U型铜质通道，温差模块位于电池板背面，温差模块输出通过温度控制系统升压和稳压后驱动畑 式散热器内强排风风扇，温度控制系统采集太阳能电池板温度输出控制信号到电源控制系统，电源控制系统输出控制辅助风扇。所述温差模块包括半导体温差发电片和水冷头，U型铜质通道和半导体温差发电片通过高导热和高強度的粘合剂粘结在太阳能电池组件背面。所述烟囱式散热器中散热排置于烟囱顶部，强排风风扇和辅助风扇分别布置在散热排的上下部，温差模块U型铜质通道置于烟囱中间位置。所述电源控制系统包含升、降压模块、稳压模块、蓄电池的充放电保护电路及输出电路。所述电池板的冷却除垢水经过散热排将热量散发到烟囱式散热器。本专利技术的有益效果在干本专利技术ー种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置，提高系统的光电转化效率，同时系统也降低了对环境中排放的二次热污染。具有高效、节能、緑色、环保的效果。 附图说明图I为本专利技术太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置原理 图2为本专利技术太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置结构框 图3为本专利技术太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置中背面温差模块剖面 图4为本专利技术太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置中太阳能电池板背面改造布置 图5为本专利技术太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置中烟囱式冷却器结构图。具体实施例方式系统太阳能光伏-温差自反馈式联合发电装置如图I、2所示原理和结构框图，包括太阳能光伏发电系统、温差发电系统、冷却系统、电源控制系统和温度控制系统。以光伏发电系统发电过程中产生的热作为能源，冷却水通过背面通道时带走热量到畑 式散热器中将之散发。温差模块2均匀置于光伏电池背面和水冷头之间合适位置，部分热能转化为电能。取出其中2组温差模块2所发电能通过温度控制器20的升压、稳流后供给强排风风扇11，用于加强散热。同时通过温度控制器20中的温差測量模块测量电池板与环境的温差，并判断是否需从电源控制器中分流小部分能量供给辅助风扇10来加强烟囱式散热排9的散热效率。温度控制器20同时可以通过测量对比电池板I、电池板冷却水、温差模块2的温度，自动判断是否出现故障，并通过亮警示灯提醒。图2中所示为太阳能电池板I、温差模块2 (主要由半导体温差发电片24和水冷头25组成)2、冷却水进水端3、冷却水出水端4、温度測量5、蓄水箱6、小功率循环泵7、烟囱式冷却器8、散热排9、辅助风扇10、强排风风扇11、温差模块2冷却除垢水进出ロ 12、温差模块2散热薄铜管13、光伏电池输出14、温差模块2输出15、电源控制器16、高容量蓄电池17、蓄电池充放电保护电路18、温度控制器输入端19、温度控制器20、辅助风扇10控制输入线21、强排风风扇11控制输出线22、光伏-温差装置的冷却系统23。光伏-温差装置的冷却系统23包含光伏电池板I、烟囱式散热器8、小功率循环泵7、蓄水箱6以及温度控制器20。系统中泵和风扇的工作电压皆为12V，利用电池板和环境的温度、泵的功率、流速、散热排散热面积、风扇2的额定功率计算适合辅助风扇10的临界启动温度。超过该温度后，启动辅助风扇10使得电池板温度降低，效率提高，发电量増加，且能够保证所增加 功耗小于系统从临界温度降低到稳态温度时增加的发电量。如图3所示背面温差模块剖面图，半导体温差发电片24利用赛贝克效应，将电池板I与水冷头25之间的温差直接转化为电能。其中部分半导体温差发电通过电源控制器的升压、稳压后供给负载或存储到高容量蓄电池17中。在存储到高容量蓄电池17时需要接一肖特基ニ极管在蓄电池充电保护电路中。太阳能电池板I背部由粘结剂将标准太阳能电池组件与U型铜质通道26粘成一体，如图3、图4所示。U型铜质通道26为冷却水吸收光伏电池板背面热量的通道，并在合适位置加装支架固定通道。冷却水经冷却通道进ロ 27进入通道中，吸收热量后由冷却通道出口 28到蓄水箱6混匀后，经小功率循环泵7泵入烟囱式散热器8中散热。如图5所示，烟囱式散热器8包含烟囱结构、散热排9、冷却风扇10、冷却风扇11、温差模块散热薄铜管13。光伏电池板的冷却除垢水经过散热排9时将热量散发到烟囱环境中，冷却风扇10由2组温差模块提供电能持续加强散热排的对流散热效果。冷却风扇11则需要由温度控制器判断是否需开启加强其散热效果。温差模块散热薄铜管13主要用于控制温差发电片的冷端温度在固定范围，其弯管圈数和弯曲直径是通过电池板可能达到的最大温度和烟囱式散热器中空气的额定流速计算得到，设计中按照环境温度25°C计算，需要7圈，其直径为O. 14m。本专利技术装置有8组温差发电模块，每片温差发电片两面都紧贴太阳能电池和水冷头，因此存在温差，产生电流，其中6组温差模块的发电量通过电源控制器由蓄电池储存，剰余2组所发电能则经过温度控制器的升压、稳流后供给烟囱式冷却器中的强排风风本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏-温差自动控温联合发电装置，包括太阳能光伏发电系统、温差发电系统、冷却系统、电源控制系统和温度控制系统，太阳能光伏发电系统包含太阳能电池板和电源控制器，其特征在于，温差发电系统给冷却系统供电，冷却系统包含电池板背面通道、管道、蓄水箱、小功率水泵和畑 式散热器；温差发电系统包含温差模块和U型铜质通道，U型铜质通道安装在畑 式散热器中；畑 式散热器包含由半导体温差模块驱动控制的强排风风扇、散热排、辅助风扇及位于中部的温差模块U型铜质通道，温差模块位于电池板背面，温差模块输出通过温度控制系统升压和稳压后驱动畑 式散热器内强排风风扇，温度控制系统采集太阳能电池板温度输出控制信号到电源控制系统，电源控制系统输出控制辅助风扇。2.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永生，杨晶晶，方津，房文健，郭保智，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。