一种聚光光伏换热冷却装置，包括进水管、出水管、外腔壁、挡流板、肋片、底基板和冷却腔体；冷却腔体由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管从冷却腔体上半部圆柱中心处伸入冷却腔体的下半部中心处后与位于冷却腔体下部的挡流板相连，挡流板的上方是外腔壁，二者之间有间距；出水管也设置在冷却腔体的上半部，在进水管的下方；挡流板的下方为底基板，在底基板内表面排列有肋片；被冷却的光伏电池直接粘接在底基板的外表面；外腔壁的底端与底基板连接，外腔壁和底基板将肋片和挡流板罩住形成一个密闭的冷却腔体。本实用新型专利技术能对高温物体迅速降温，使整个换热面温度均匀，特别适用于聚光太阳能冷却换热。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于太阳能应用领域，涉及一种利用液体冷却介质给高热流密度的太阳能聚光光伏换热冷却的装置，主要应用于高倍聚光的碟式聚光光伏系统中。
技术介绍
目前，提高太阳能光伏发电效率的有效方法之一是提高光伏电池接收到的光照强度，即采用聚光方式。但光伏电池长期处于较高工作温度状态会加速其老化，导致光-电效率下降，若整个电池组件温度分布不均匀，甚至会因热斑效应导致光伏电池永久性的损坏。因此对光伏电池采取换热冷却是聚光光伏的关键性措施。传统的换热冷却装置多由铜或铝作为换热材料，与需要换热的部件接触，由具有一定压力的循环介质带走热量，达到冷却的目的。但是，对于高温部件，很难达到瞬间冷却 的换热效果，特别是对于太阳能碟式聚光这种系统，聚焦光斑呈高斯分布，一般的换热器不能使光伏电池组件的温度分布趋于均匀，容易造成光伏电池效率的降低，甚至损坏。
技术实现思路
本技术的技术解决问题克服现有的换热冷却装置对高温部件冷却能力不足和换热不均匀的问题，提供一种聚光光伏换热冷却装置，能对高温物体迅速降温，而且能使整个换热面温度均匀，特别适用于聚光太阳能冷却换热。本技术的技术方案是一种聚光光伏换热冷却装置，包括进水管I、出水管2、外腔壁3、挡流板4、肋片5、底基板6和冷却腔体7 ;冷却腔体7由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管I从冷却腔体7上半部圆柱中心处伸入冷却腔体7的下半部中心处后与位于冷却腔体7下部的挡流板4相连，挡流板4的上方是外腔壁3，挡流板4和外腔壁3 二者之间有间距；出水管2也设置在冷却腔体7的上半部，在进水管I的下方；挡流板4的下方为底基板6,在底基板6内表面排列有肋片5 ;需要被冷却的光伏电池8直接粘接在底基板6的外表面；外腔壁3的底端与底基板6连接，外腔壁3和底基板6将肋片5和挡流板4罩住，形成一个密闭的冷却腔体7。所述肋片5的排列呈中心对称发散状，所占面积与所需冷却电池面积相同。本专利技术为了提高底基板与冷却介质的换热效率，增大与冷却介质的接触面积，并强化冷却温度的均匀性，在底基板上设置有肋片，且其排列为中心发散状，使冷却液由中心处向四周均匀流动，有效缓解聚光后呈高斯分布热流所带来的温度差。所述挡流板4的大小正好完全盖在肋片5上。所述底基板6的大小应略大于光伏电池8的面积，以保证有足够的冷却液回流空间和散热空间。所述冷却腔体由上部金属圆柱形空腔和下部方形空腔组成。本技术与现有技术相比的有益效果在于(I)本技术采用中心进水，彻底经过换热后才从腔体四周回水到出口，此种方式使整个换热面无死角，不仅能对高温物体迅速降温，而且能使整个换热面温度均匀，特别适用于聚光太阳能冷却换热。(2)本技术进行冷却腔体的冷却介质不会停滞于局部，吸热后迅速将热量带走，能将局部热量瞬间带走，因此降温迅速。(3)本技术进水口设置在中心光强最强处，冷却液经肋片引导由中心向四周发散，不仅增大冷却液接触面积，提高换热效率，还有效改善聚光后光强呈高斯分布所带来的温差影响。(4)若出现故障，冷却介质循环突然中断的情况下，本技术冷却腔体内仍能储存一定容量的冷却介质，在冷却液气化之前能抑制光伏电池温度过快升高，从而有效保护了电池，为排除故障争取时间。附图说明图I是本技术的实施例的三维原理图；图2是本技术的实施例的纵剖面构造图；图3是本技术的实施例的底基板上的肋片分布示意图。图中1.进水管，2.出水管，3.外腔壁，4.挡流板，5.肋片，6.底基板，7.冷却腔体，8.被冷却的光伏电池。具体实施方式如图1、2所示，本技术包括进水管I、出水管2、外腔壁3、挡流板4、肋片5、底基板6和冷却腔体7。冷却腔体7由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管I从冷却腔体7上半部圆柱中心处伸入冷却腔体7的下半部中心处后与位于冷却腔体7下部的挡流板4相连，挡流板4的上方是外腔壁3，二者之间有间距；出水管2也设置在冷却腔体7的上半部，在进水管I的下方；挡流板4的下方为底基板6，在底基板6内表面排列有肋片5 ;需要被冷却的光伏电池8直接粘接在底基板6的外表面；夕卜腔壁3的底端与底基板6连接，外腔壁3和底基板6将肋片5和挡流板4罩住，形成一个密闭的冷却腔体7。由进水管I向冷却腔体7内喷射的冷却介质从位于冷却腔体7下部中心的进水管I末端处喷出后，与底基板6中心相接触并直接换热，而后受底基板6阻挡，冷却介质便在压力作用下，从肋片5与挡流板4所形成的渐扩形微通道内由中心向四周流动；当冷却介质碰到外腔壁3时，便转向流经挡流板4的上部，从出水管2流出，将热量带走，完成一次冷却循环过程。如图3所示，在本技术实施例中，肋片5排列成中心发散状，其在底基板6上所占的面积取决于被冷却的光伏电池面积，大小与光伏电池面积相当。挡流板4大小也正好完全盖在肋片5上，底基板6的大小应略大于光伏电池面积，以保证有足够的冷却液回流空间和散热空间。本技术聚光光伏换热冷却装置已用于碟式聚光太阳能发电系统中，取得了较为满意的冷却效果。当聚光倍数达到500倍时，在无换热冷却情况下，聚光焦斑位置处的温度可高达600°C以上，这必将烧坏光伏电池。而经过换热冷却装置对其冷却到40°C左右，保证了砷化镓聚光电池有较好的工作温度，光电转换效率得到提高。权利要求1.一种聚光光伏换热冷却装置，其特征在于包括进水管(I)、出水管(2)、外腔壁(3)、挡流板(4)、肋片(5)、底基板(6)和冷却腔体(7);冷却腔体(7)由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管(I)从冷却腔体(7)上半部圆柱中心处伸入冷却腔体(7)的下半部中心处后与位于冷却腔体(7)下部的挡流板(4)相连，挡流板(4)的上方是外腔壁(3)，挡流板(4)和外腔壁(3)之间有间距；出水管(2)也设置在冷却腔体(7)的上半部，在进水管(I)的下方；挡流板(4)的下方为底基板(6)，在底基板(6)内表面排列有肋片(5);需要被冷却的光伏电池(8)直接粘接在底基板(6)的外表面；外腔壁(3)的底端与底基板(6)连接，外腔壁(3)和底基板(6)将肋片(5)和挡流板(4)罩住，形成一个密闭的冷却腔体(7)。2.根据权利要求I所述的聚光光伏换热冷却装置，其特征在于所述肋片(5)的排列呈中心对称发散状，所占面积与所需冷却的光伏电池(8)的面积相同。3.根据权利要求I所述的聚光光伏换热冷却装置，其特征在于所述挡流板(4)的大小正好完全盖在肋片(5)上。4.根据权利要求I所述的聚光光伏换热冷却装置，其特征在于所述底基板(6)的大小大于光伏电池(8)的面积。5.根据权利要求I所述的聚光光伏换热冷却装置，其特征在于所述冷却腔体(7)由上部金属圆柱形空腔和下部方形空腔组成。专利摘要一种聚光光伏换热冷却装置，包括进水管、出水管、外腔壁、挡流板、肋片、底基板和冷却腔体；冷却腔体由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管从冷却腔体上半部圆柱中心处伸入冷却腔体的下半部中心处后与位于冷却腔体下部的挡流板相连，挡流板的上方是外腔壁，二者之间有间距；出水管也设置在冷却腔体的上半部，在进水管的下方；挡流板的下方为底基板，在底基板内表面排本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚光光伏换热冷却装置，其特征在于：包括进水管（1）、出水管（2）、外腔壁（3）、挡流板（4）、肋片（5）、底基板（6）和冷却腔体（7）；冷却腔体（7）由上、下两个部分组成，上半部分呈圆柱形中空结构，下半部分为方形；进水管（1）从冷却腔体（7）上半部圆柱中心处伸入冷却腔体（7）的下半部中心处后与位于冷却腔体（7）下部的挡流板（4）相连，挡流板（4）的上方是外腔壁（3），挡流板（4）和外腔壁（3）之间有间距；出水管（2）也设置在冷却腔体（7）的上半部，在进水管（1）的下方；挡流板（4）的下方为底基板（6），在底基板（6）内表面排列有肋片（5）；需要被冷却的光伏电池（8）直接粘接在底基板（6）的外表面；外腔壁（3）的底端与底基板（6）连接，外腔壁（3）和底基板（6）将肋片（5）和挡流板（4）罩住，形成一个密闭的冷却腔体（7）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：季杰，陈海飞，王云峰，裴刚，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：
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