被动式流动加速器制造技术

本发明专利技术提供了提高通过热交换器的气流速度的方法及装置。一种光电装置，包括将热交换器联接至气流加速器。气流加速器包括朝热交换器引导气流的表面。联结光学元件以将光聚集于光电装置。气流加速器的表面的尺寸、气流加速器相对于热交换器的位置或二者都可以确定气流速度的提高。一种光伏（PV）系统包括成排的接收器、将光聚集至接收器的成排的光学元件、以及联结至接收器以提高通过热交换器的气流速度的成排的气流加速器。气流加速器可以使气流朝热交换器偏转。由气流加速器可以减小风荷载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被动式流动加速器
本专利技术的至少一些实施方式涉及光电系统，更具体地涉及整个系统中的空气流动优化。
技术介绍
光电系统通常指包括光电装置（光电器件）例如光伏（PV）器件、发光二极管（LEDs）、激光器、光检测器等的系统。光伏器件可以是将太阳辐射转换成电能的器件。这种光伏器件通常周知为太阳能电池。一般而言，将各太阳能电池互连的太阳能电池阵列安装在共用或共享平台上，以提供光伏模块。光伏模块可以电联结至配电网络，形成光伏系统。一般而言，聚光光伏（CPV）技术使用光学组件将太阳辐射聚集到光伏器件上。CPV技术的商业化取决于在环境温度和风速的广泛范围内都能维持系统内全部器件的可靠操作温度的能力。CPV系统通常要求将散热片（例如，金属挤出件或者金属折叠片材的形式在行业中常见）安装至太阳能电池封装的背面，以便将来自电池的热量传递到周围空气。在太阳跟踪所要求的一些取向上，光学组件的使用往往使流过散热片的风偏转。穿过散热片阵列的气流速度具有较大梯度导致电池温度的较大差异。对于大多数系统，有一种趋势是阵列上特定位置的电池比阵列其余部分在运行中更热或者更冷。一般而言，光电装置工作温度范围较大会降低光电系统的效率，除非在不同部位使用不同的冷却装置，而这给系统组装和组件制造增加了成本和复杂性。构建光伏系统的可选方法可以是将光伏系统的全部散热片设计成适合于阵列上的热区，而这会导致冷区散热片的过度设计。因为散热片的成本是系统成本中相对较大的部分，这会导致最终产品利润率损失。从电效率的角度来看，光伏器件串中的热梯度引起电池之间最佳工作点的对应失配，导致效率损失。从可靠性的角度来看，与通常在降低的温度下工作的器件相比，较热的器件更容易出故障。因此，系统的一部分出现早期故障使得难以达到系统的质量保证。附图说明下面的描述包括附图的讨论，示例方式给出实施本专利技术实施例的说明。应当理解，附图只是示例，而非限制性的。在本文使用时，对一个或多个实施例的引用应当理解为描述本专利技术至少一种实现方式中所包括的特定特征、结构或特性。因此，本文出现的短语诸如“在一个实施例中”或“在可替代实施例中”描述本专利技术的各种实施例及实现方式，并且不必都指相同的实施例。然而，它们也并不一定相互排斥。图1示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的实施例的三维顶视图；图2示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的实施例的三维底视图；图3示出使气流加速进入热交换器的光伏系统一部分的实施例的顶视图；图4示出光伏系统一部分的实施例的放大三维视图；图5示出无气流加速器的光伏（PV）系统的实施例的横断面图；图6示出对图5所示光伏（PV）系统的实施例的气流速度仿真示例；图7示出仿真风流过如图5所示光伏系统的实施例的散热片的曲线示例；图8示出在边缘排处具有气流加速器的光伏（PV）系统的实施例的横断面图；图9示出对如图8所示光伏（PV）系统的实施例的气流速度仿真示例；图10示出如图9所示添加气流加速器之后仿真风流过光伏系统实施例的散热片的曲线示例；图11A示出在边缘排以及内部排处具有气流加速器的光伏（PV）系统一部分的实施例的横断面图；图11B示出在边缘排以及在内部排处具有气流加速器的光伏（PV）系统一部分的另一实施例的横断面图；图12示出对没有气流加速器的光伏（PV）系统的实施例的气流分布仿真示例；图13示出对有边缘气流加速器的光伏（PV）系统的实施例的气流分布仿真示例；图14示出作用在光伏系统实施例上的仿真扭力曲线示例；图15是提供使气流加速进入热交换器的系统的方法实施例的流程图；图16示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的另一实施例的三维顶视图；图17示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的另一实施例的三维底视图；图18示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的另一实施例的顶视图；以及图19示出光伏系统一部分的另一实施例的放大三维视图。具体实施方式下面说明提高气流通过热交换器的速度的方法和装置。参照下文给出的许多细节以及图示本专利技术实施方式的附图，说明本专利技术的实施方式。下面的描述和附图是本专利技术实施方式的说明，但并不作为对本专利技术的限制。描述了许多具体细节以提供本专利技术的透彻理解。然而，在某些情况下，公知的或常规的细节没有描述，以避免不必要地在细节上模糊本专利技术。整个说明书中对“至少一些实施例”、“另一实施例”、或“实施例”的引用指，结合该实施例所描述的特定特征、结构、或特性至少包括在本专利技术的至少一些实施例中。因此，整个说明书中不同地方出现短语“在至少一些实施例中”或“在一个实施例中”不必全都指相同实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何适当方式进行组合。具体而言，描述了给光电装置（optoelectronicdevice）提供被动式气流加速器的方法及装置。在至少一些实施例中，光电装置具有热交换器。光电装置与气流加速器联结。气流加速器具有朝热交换器引导气流的表面。在至少一些实施例中，将光学元件联结至与气流加速器联结的光电装置。本文还描述了这样的系统，其包括：一排或多排具有热交换器的光电装置；以及一排或多排气流加速器，其联结至光电装置，以提高气流通过各热交换器的速度。在至少一些实施例中，这里所描述的方法和装置涉及聚光光伏阵列的热管理，以及，涉及在整个阵列提供均匀的温度。均匀温度降低了失配损耗，并且允许为系统设计最低成本的散热片。在至少一些实施例中，本文所描述的方法和装置在风力条件和系统仰角的较宽范围内允许在整个接收器阵列使散热片性能匹配，为系统提供了单一成本和性能规格。图1示出使气流加速进入热交换器的系统一部分的实施例的三维顶视图示100。如图1中所示，系统具有一排或多排带有热交换器的光电装置，诸如光电装置101、102、103、104、105、106。在至少一些实施例中，具有热交换器的各光电装置101、102、103、104、105、106是光伏（PV）装置。光伏装置（“接收器”）可以包括一个或多个太阳能电池，例如，含硅的太阳能电池。在至少一些实施例中，具有热交换器的各光电装置101、102、103、104、105、106是发光二极管、激光器、以及任何其他光电装置。光电装置的热交换器可以是例如散热片、风扇、以及任何其他被动或主动散热装置。如图1中所示，光电装置具有前部如部分126和后部如部分127。在至少一些实施例中，前部包括光接收窗（例如，有色玻璃）、将光转换成电能的一个或多个太阳能电池、以及联结至太阳能电池的电互连。在至少一些实施例中，后部包括热交换器，热交换器具有沿一个或多个太阳能电池的背面延伸的散热片。在至少一些其它实施例中，前部包括透光窗（例如，玻璃）以及一个或多个发光器件，例如，激光器、发光二极管、或者其组合。在至少一些实施例中，后部127包括热交换器，热交换器具有沿一个或多个发光器件的背面延伸的散热片。如图1中所示，将成排的气流加速器107、108、109、110、111、112、113、114与成排的光电装置联结，以提高气流通过各光电装置热交换器的速度。在至少一些其它实施例中，以气隙使气流加速器与光电装置彼此分开，并且将二者都附接于固定结构（支撑件），使得气流加速器相对于光电装置的位置固定。在至少一些其它实施例中，将气流加速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.24 US 12/822,8931.一种提高气流通过热交换器的速度的装置，包括：光电装置，具有前部和后部，所述前部包括接收器、一个或多个太阳能电池，所述后部包括热交换器，所述热交换器具有沿所述一个或多个太阳能电池的背面延伸的散热片；以及气流加速器，其与所述光电装置联结，其中，所述气流加速器包括朝所述热交换器引导所述气流的第一表面，其中，所述气流加速器是联结至位于系统边缘排的所述光电装置的气流加速器，其中，各所述边缘排的所述气流加速器具有风偏转面，通过将所述气流加速器的所述风偏转面延伸进入所述系统周围的流动边界，使系统边缘排处的气流加速，所述风偏转面的效果是在较宽范围的位置及风向上直接流进所述热交换器的通道，以在整个阵列维持更均匀的温度，其中，以气隙使所述边缘排的气流加速器与光电装置彼此分开，并且将二者都附接于固定结构，使得所述边缘排的气流加速器相对于所述光电装置的位置固定。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器包括与所述第一表面联结的第二表面，其中，所述第二表面适于使绕开所述光电装置的气流朝所述第一表面改向。3.根据权利要求1所述的装置，其中，使所述第一表面相对于所述光电装置的位置固定。4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括光学元件，其将光聚集于所述光电装置上。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器包括金属、塑料、玻璃、或其任意组合。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器安装于保持所述光电装置的支撑。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一表面的尺寸、所述气流加速器相对于所述热交换器的位置、或二者确定所述气流速度的提高。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器包括弯曲的金属片材。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器的至少一部分在所述光电装置的上方延伸，以及，使所述气流加速器定位成对所述光电装置的背面提供遮蔽。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流加速器的至少一部分在所述光电装置的下方延伸。11.一种使气流加速进入热交换器的光伏(“PV”)系统，包括：一个或多个第一排接收器，其包括一个或多个太阳能电池；一个或多个第二排光学元件，以将光聚集于所述接收器上；以及一个或多个第三排气流加速器，其与所述一个或多个第一排接收器联结，以提高气流通过所述热交换器的速度，其中，所述热交换器具有沿一个或多个所述太阳能电池的背面延伸的散热片，其中，所述气流加速器包括与位于边缘排的接收器联结的气流加速器，其中，各边缘的所述气流加速器具有风偏转面，通过将所述气流加速器的所述风偏转面延伸进入系统周围的流动边界，使系统边缘排处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞恩·林德曼，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：