[实用新型]太阳能电池系统的冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池系统的冷却装置。

背景技术

太阳能发电系统通常是由太阳能电池组件组成的太阳能电池组件阵列形成，太阳能电池组件包括太阳能电池层压件，太阳能电池层压件从上至下依次由前板、EVA、太阳能电池片、EVA和背板五层结构组成，其嵌合在太阳能电池组件安装型材中。现有太阳能电池组件安装型材采用铝合金型材，如附图1所示，包括层压件安装槽口1；内壁3，大致垂直于所述层压件安装槽口1；支撑边4，大致垂直于所述内壁3，并且从所述内壁3向与所述层压件安装槽口1相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述层压件安装槽口1，所述外壁7的一端耦合至所述层压件安装槽口1，另一端耦合至所述支撑边4；所述内壁3的一端耦合至所述层压件安装槽口1，另一端耦合至所述支撑边4。组件使用寿命要求长达25年，现有太阳能电池组件在这长达25年使用过程中有下列隐患：

(1)组件电池不匹配、电池裂纹、内部连接失效、局部被遮光或弄脏，均会引起组件局部过热现象，即热斑效应；热斑效应可能导致组件焊接熔化、封装退化甚至封装材料的烧穿；

(2)对太阳能电池片起保护和支撑作用的背板，通常为聚合物材质，其在安装和使用过程中易被划伤，而背板划伤会造成工作人员触电；

(3)背板的耐紫外强度主要考察背板经受波长为300-380nm的紫外光照射的能力，目前几乎所有背板中间的绝缘材料都是PET，还有一部分背板最外层耐候层也为PET，PET在300-380nm的紫外光照射下容易黄变，所以部分背板在紫外光的照射下会发生黄变，导致背板组成部分被破坏，背板的整体性能下降，同时背板的反射率降低，影响组件的整体输出，同时影响组件的使用寿命；

(4)传统组件在应用过程中，电池片本身吸收的太阳光会有一部分转变成热能，造成组件内部温度升高，EVA内的紫外吸收剂将吸收的紫外光转换成一部分热能，散发到组件内部，从而导致组件发热。而组件的功率输出与其自身温度密切相关：以最大功率为240W的组件在系统中的实际功率输出为例，组件自身温度每上升1℃，组件的输出功率将会相应的下降约1W；

（5）组件的背板和EVA的老化速率均与组件温度以及光辐射有直接的关系。背板的耐老化强度主要考验背板在长时间紫外辐射、高热状态下的承受能力，目前使用的含氟背板的本身氟材料耐候性相对较强，而非含氟背板的耐候性相对较弱。一般来讲，在长时间的紫外辐射和高热状态下，背板会发生划伤、黄变、开裂和脆化的不良现象。EVA在组件内部，在光和热的作用下，会发生一系列的Norrish化学反应老化降解，并且这些反应都是随着温度的升高，反应速率越大。

为了解决上述问题，有些采用水管冷却的结构形成太阳能电池冷却组件，例如中国专利201010193965《太阳能光伏发电系统的冷却装置》以及中国专利201010534553《太阳能光伏电池的冷却组件》中，设有冷却水箱，所述冷却水箱包括金属板和用于循环冷却液的水管，所述金属板与背板通过导热胶贴合，水管贴合在金属板的另一面。这种结构仍存在一些不足之处：

（1）导热路径长，组件到冷却液需要经过导热胶、金属板、（冷却液管），其中导热胶和冷却液管的导热系数较低，影响组件的冷却效果；

（2）组件降温均匀性差，使用盘绕的水管进行冷却，贴合有水管的部位降温速率相对较快，冷却效果相对较好，而大面积的没有水管贴合的部位降温速率则非常慢，初期贴水管和未贴水管部位温度能够相差10℃以上，平衡时间有时需要长达30分钟甚至更久；

（3）冷却装置与组件结合不易，需要耐候力强，粘结力强的导热胶，组件产品要求在户外使用长达25年，需要经受大风带来的压力，以及大雪覆盖产生的压力，组件层压件在受压过程中会有一定的形变，尤其是在大风的天气，组件层压件将一直处于动态变化的过程，而传统的冷却装置均为刚性的材料，仅仅通过导热胶与组件进行粘连，所以对导热胶有极高的要求；另外导热胶还要克服冷却装置整体的重量，包括：金属板、水管以及冷却液的重量；再者组件使用寿命要求长达25年，所以对导热胶的耐候性也有很高的要求；

（4）冷却装置与组件不易有效分离，采用导热胶使金属板与背板贴合，今后冷却装置失效需要更换或者拆卸时，容易造成背板损伤，组件的电器绝缘性能失效，引起操作者触电；

（5）采用导热胶使金属板与背板贴合，会导致成型后无法拆卸，维修不方便；

（6）使用材料较多，并且为了能够符合组件使用25年的寿命要求，对材料性能的要求也非常高，初期材料的筛选，使以后冷却组件的生产成本较高。

实用新型内容