[发明专利]光伏模块冷却装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于光伏接收器的冷却装置和配备有这样的冷却装置的光伏接收器。

背景技术

需要某些定义：

–光伏(PV)通过呈现光伏效应的半导体将太阳辐射转换为直流电而产生电功率；

–光伏电池(或者PV电池，也被称作“太阳能电池”或“光电电池”)为固态器件，其凭借光伏效应将光的能量直接转换为电能；

–光伏模块(也被称作“太阳能模块”、“太阳能面板”或“光伏面板”)为被连接的光伏电池的组件；

–光伏系统通常包括光伏模块阵列、逆变器和互连导线；

–集热器(也被称作“太阳能集热器”)通过吸收通常为太阳的辐射来收集热；

–热交换器为有效将热从一个介质传递到另一个介质的装置/单个设备；

–在电子系统中，热沉为通过将热散发到周围介质来冷却装置的部件；

–太阳热能(STE)涉及将太阳能用于热能(加热)的技术。STE不同于将太阳能直接转换为电能的光伏，并被认为效率远高于光伏。

–集中式太阳能发电(也被称作“集中式太阳能发电”或CSP)系统利用镜子或透镜将大区域的太阳热能集中到小区域，使得可以在集中的光线被转换成热时产生电能(也被称作“功率”)，该热驱动连接到发电机的热引擎(例如，蒸汽涡轮机)。集中的普通形式为：抛物线型槽、碟式斯特林(Stirlings)、集中线性菲涅耳(Fresnel)反射器和太阳能塔。

–集中式光伏(CPV)系统使用光学器件(例如透镜)来将大量的太阳光集中到太阳能光伏材料的小区域来产生电能。集中允许用于生产更小面积的太阳能电池。

·CPV不应当与CSP混淆：在CSP中，集中的太阳光被转换为热，然后热被转换成电，而在CPV中，集中的太阳光通过使用光伏效应被直接转换成电；

–光伏热混合式太阳能收集器(也被称作“混合式PV/T系统”或PVT)为将太阳辐射转换为热能和电能的系统。这样的系统将光伏电池与太阳能集热器结合，该光伏电池将光子能转换为电能，该太阳能集热器获取剩余的能量并将废弃的热从PV模块中移除。一般认为有两类PVT收集器：

·PV/T流体收集器(空气或液体)。在液体收集器中，典型的水冷设计使用附接到PV模块的背部的传导性金属管或板。工作流体典型为水或乙二醇。来自PV电池的热被通过该金属传导并被工作流体吸收，假定工作流体比电池的运行温度更低。在闭环系统中，该热或者被排出(以冷却它)或者在热交换器中被传递，在热交换器中它流向它的应用。在开环系统中，该热在流体返回到PV电池之前被使用或排出；

·PV/T集中器(CPVT)，其中提供一种集中系统来减少需要的太阳能电池的数量。与平面PV/T收集器相比，CPVT可以达到非常良好的太阳能热性能。然而，CPVT的主要障碍在于提供太阳能电池的良好冷却和耐久的追踪系统。

发明内容

根据第一个方面，本发明被实施为芯片模块冷却装置，包括两个流体回路，分别对应于流入流体回路和排出流体回路，其中两个流体回路中每一个：

–包括形成树结构的孔和通道部的布置，其中

–树结构的支路表示孔；并且

–树结构的节点表示通道部，支路将节点链接到仅一个子节点，从而具有相同的父节点的若干节点为同胞节点；并且

–延伸穿过树结构的L个层级，其中L≥3，并且经由对应于树结构的叶节点的通道部与两个流体回路中的另一个处于流体连接，

并且其中，对于两个流体回路中的每一个，对应于同胞节点的通道部：

–彼此平行；并且

–不平行于与同胞节点的父节点对应的通道部，

并且其中一个流体回路中的通道部与另一个流体回路的通道部平行并相间。

本发明的实施例可以包括下列特征中的一个或多个：

–在树结构的一个或多个层级，并且对于两个流体回路中的每一个，与同胞节点对应的通道部平行于与同胞节点的祖父节点对应的通道部；

–在树结构的一个或多个层级，并且对于两个流体回路中的每一个，与同胞节点对应的每个通道部沿着一个方向延伸，该方向与同胞节点的父节点的延伸方向一起形成一对交叉线，并且，优选地，对应同胞节点的通道部跨越平行于同胞节点的父节点的平面；

–对于1≤l≤L-1，两个流体回路的每个在L个层级的每层级L_l包括：

·所述孔的N_l个孔，每个孔导向所述通道部的相应一个通道部；并且