[实用新型]高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高倍聚光太阳能发电电池组件的冷却系统。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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%，且无需消耗任何机械能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

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30%~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。

本实用新型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。

本实用新型的优点在于，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。

本实用新型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；

图2为本实用新型冷却系统中采用的振荡流热管散热器结构示意图。