主动式冷却太阳能光伏发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种主动式冷却太阳能光伏发电系统，包括：光伏发电组件，所述光伏发电组件包括光伏电池组件和设置在光伏电池组件背面的集热换热装置，至少一个水箱，以及连接所述集热换热装置和所述水箱的连接管路，其中，热交换介质在由所述集热换热装置、所述水箱和所述连接管路构成的流路中流动，以实现在光伏发电组件和水箱之间的热量转移。本实用新型专利技术的光伏发电系统能够满足对太阳能光伏电池组件持续冷却降温的要求，从而提高光伏发电效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及主动式冷却太阳能光伏发电系统，尤其涉及对太阳能光伏电池组件降温的系统。
技术介绍
在太阳辐照度一定的条件下，太阳能光伏电池板的输出功率与电池板温度相关。一般情况下，20-25摄氏度可获得最大功率输出，随着温度的上升，功率输出逐渐下降，当温 度极端高时，下降极其剧烈，甚至导致电池板损坏。长期高温还可能影响电池板寿命。为了降低太阳能电池板温度，目前主要有两种冷却方案，即主动冷却和被动冷却。公知的被动冷却方法为通过保证背面的良好通风，实现自然散热。例如，专利申请200820161365. 2通过增加鳍式散热片，以增加散热面积，增强散热能力。专利申请200810088497. I中，通过带有突起的表面，增加散热面积。主动散热技术是通过附加的散热系统，实现快速散热。例如专利申请200920180483. 2中，在光伏电池板的背板上安装导热板、散热管及水管，通过循环水散热。在专利申请200920350139. 3中，在背板上安装热管、换热器，并通过液体循环散热。被动散热的最大缺陷是电池板温度不会低于环境温度，且太阳辐照度和环境温度较高时，散热效果较差。上述主动散热方案中，均没有提及热交换介质如水将光伏电池板的热量带出因而温度升高后，如何进行冷却处理和回收利用，以用于对光伏电池组件进行持续降温。而对于环境温度较高且缺水地区，如何对温度升高的热交换介质进行快速冷却和重复利用是急需解决的现实问题。例如中东地区，日照充分，太阳能资源丰富，具有利用太阳能发电的有利条件；但是，另一方面，该地区环境温度可达50摄氏度，且严重缺乏淡水资源。在此条件下，现有的被动散热技术和主动散热技术远远不能满足太阳能光伏电池组件的散热要求，因此，对太阳能发电技术的推广应用造成障碍。
技术实现思路
本技术致力于解决上述现有技术中的至少一个问题，提出一种主动式冷却太阳能光伏发电系统，其能够满足对太阳能光伏电池组件持续冷却降温的要求，从而延长光伏电池组件寿命，提高光伏发电效率。根据本技术，提出一种主动式冷却太阳能光伏发电系统，包括光伏发电组件，所述光伏发电组件包括光伏电池组件和设置在光伏电池组件背面的集热换热装置；至少一个水箱，以及连接所述集热换热装置和所述水箱的连接管路，其中，热交换介质在由所述集热换热装置、所述水箱和所述连接管路构成的流路中流动，以实现在光伏发电组件和水箱之间的热量转移。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，所述集热换热装置、所述至少一个水箱中的每一个和所述连接管路构成闭合回路，热交换介质能够在所述闭合回路中循环流动。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，包括两个所述水箱，一个用于向集热换热装置供给热交换介质，另一个用于接受流出集热换热装置的热交换介质。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，所述水箱中安装有热管装置，用于对水箱降温。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，还包括安装在所述连接管路中的循环泵，用于驱动热交换介质流动。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，还包括安装在所述连接管路中的阀装置。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，还包括用于控制所述循环泵和所述阀装置的操作的控制装置。根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统，其中，所述水箱的热交换介质的流出口设置在比所述水箱的热交换介质的流入口低的位置，热交换介质从所述流出口流向所述集热换热装置，经所述集热换热装置后从所述流入口流入所述水箱。根据本技术，由于水箱持续对完成与光伏电池组件热交换的热交换介质进行降温，因此，能够重复利用热交换介质对光伏电池组件进行持续降温，从而提高光伏发电效率。另外，利用热管可实现对完成热交换后的水箱中的热交换介质进行快速降温，因此提高热交换介质循环利用的效率。为了使本技术的目的、特征及优点能更加明显易懂，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。附图说明图I是根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统的配置的示意图。图2A和2B是根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统中的光伏发电组件的例子的图示。图3是根据本技术的另一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统的配置的示意图。具体实施方式以下仅通过例子说明本技术的具体实施方式，具体实施例并非用于限制本技术。本技术亦可通过其它不同的方式加以施行或应用，本说明书中的各项细节可在不背离本技术的总体构思的情况下进行各种调整与变更。再者，附图仅以示意方式说明本技术的基本构想，故图示不一定按比例绘制，并且图示中仅显示与本技术有关的部件，但显然本技术可根据实际应用包括其它的部件。在各视图中，相同的附图标记表示相同或类似的部件。图I是根据本技术的一个实施例的主动式冷却太阳能光伏发电系统的配置的示意图。如图I所示的主动式冷却太阳能光伏发电系统包括光伏发电组件I、水箱2和连接光伏发电组件I和水箱2的连接管路3。其中，光伏发电组件I包括光伏电池组件4和设置在光伏电池组件4背面的集热换热装置5 (参见图2A，2B)，连接管路3连接在光伏发电组件I的集热换热装置5和水箱2之间。热交换介质在由光伏发电组件I的集热换热装置5、水箱2和连接管路3构成的流路中流动，以实现在光伏发电组件I和水箱2之间的热量转移。另外，如图I所 示，水箱2包括热交换介质流入口 21和热交换介质流出口 22。并且，如图所示，热交换介质流出口 22设置在比热交换介质流入口 21低的位置。其中，热交换介质从所述流出口 22经连接管路3流向光伏发电组件I的集热换热装置5，经过集热换热装置5后又经连接管路3从流入口 21流入水箱2。这样，水箱2中储存的冷水从水箱2的下部流出，与光伏电池组件热交换后变热的热水从水箱2的上部流入，通过水温密度差自然分层，能够减少水箱2内的冷热水混合速度，保证供给光伏发电组件I的致冷介质持续处于低温状态，从而能够有效地降低光伏电池组件的温度，保证光伏电池组件正常发电。并且，如图I所示，在水箱2中安装有热管装置6，用于对水箱2快速降温。已知热管是一种在封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件，其热交换效率是普通金属散热器的十倍以上。同时热管具有单向传热性能，可实现仅散热，不“散冷”。通过在水箱2中设置热管装置，能够利用热管的高效传热性能，快速降低水箱中的热交换介质如水的温度。特别是对于环境温度高的地区，如中东地区，由于环境温度高，不利于水箱的自然散热，采用热管极大地提高了水箱的散热速度，保证了对光伏电池组件持续降温。如图2A和2B所示，光伏发电组件I包括例如光伏电池板的光伏电池组件4和设置在光伏电池组件4背面的集热换热装置5。集热换热装置5可为通常的用于从光伏电池组件收集热量并导出热量的装置。集热换热装置5具有热交换介质流入管51和流出管52，如图I所示的连接管路3分别连接在集热换热装置5的流入管51和流出管52与水箱2之间，以构成供热交换介质循环流动的通路。图2A和2B分别示出了两种形式的集热换热装置5。如图2A所示，集热换热装置5包括平板形状的散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴博，汤青，刘涛，周德领，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，新奥光伏能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：