[发明专利]一种聚光型太阳能电池水冷系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，涉及一种聚光型太阳能电池水冷系统，具体涉及一种高效集成水冷散热单元的结构设计。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源，取之不尽，用之不竭，其发展前景最为可观。在太阳能的利用上，聚光式太阳能系统将太阳光汇聚到焦点处的聚光型太阳能电池上进行光电转换，其聚光倍数可达2000～3000倍，相对于传统的平面式的太阳能系统，聚光倍数只有一倍，聚光倍数极大的增加，也使电池的利用效率远远提高。但是由于聚光倍数的大大提高，使得太阳辐射出的能量除了被太阳能电池吸收转化为电能和被反射损失之外，还有很大部分能量转换成了热能，使得聚光太阳能电池的温度迅速上升，最终对电池的光电转化效率以及一系列的输出特性造成影响，同时电池长期工作在高温下也会迅速老化从而减少使用寿命甚至直接损坏。为此，设计合理的聚光太阳能电池散热结构将会在一定程度上将会有效提高太阳能电池的光电转换效率，延长电池使用寿命以及提高稳定性。

随着聚光太阳能电池的聚光比和输出功率的提高，使得其单位面积的发热量急剧增加，合理的太阳能电池散热装置将会为电池的转化效率带来巨大的收益。聚光太阳能电池散热方式主要为自然冷却循环和强制冷却循环两种。其中强制冷却循环主要用于反射式高倍聚光光伏系统。传统的热交换介质为空气和水，在聚光太阳能电池散热中最常用也是最为廉价的。由于水的比热容比空气的比热容大，在热吸收和热传递上更加具有优势，所以水冷却方式的效率也优于空气冷却的效率。

发明内容

聚光太阳能电池将汇聚太阳光一部分转化为电能，一部分被反射损失，还有一部分积沉在电池中转化为热能，这使得电池温度迅速上升，极大的影响电池性能及使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双进双出的蛇形凹槽结构对聚光太阳能装置中的匀光筒和聚光太阳能电池分别进行水冷循环散热的聚光型太阳能电池的水冷系统，能有效的增加水与装置的接触面积，制冷效果明显，可以调节水流速度以达到高效冷却散热的目的。

本发明所采用的技术方案是：一种聚光型太阳能电池水冷系统，其特征在于：包括聚光太阳能电池单元、匀光筒单元、太阳能电池板集成水冷散热单元和匀光筒集成水冷散热单元；

所述聚光太阳能电池单元通过进出水管道支撑在碟式抛物面反射聚光器上，汇聚的太阳光线通过所述匀光筒单元入射到所述聚光太阳能电池单元上；所述聚光太阳能电池单元、匀光筒单元上分别设置有太阳能电池板集成水冷散热单元和匀光筒集成水冷散热单元，用于所述聚光太阳能电池单元和匀光筒单元循环散热，有效的降低电池温度，提高电池工作效率。

相比于现有技术，本发明有益的效果是：本发明采用蛇形凹槽结构，大大增加了冷却水和聚光太阳能电池板的接触面积，使得水冷结构对聚光太阳能电池和匀光筒高效循环水冷散热。

附图说明

图1是本发明实施例的种碟式抛物面反射聚光器结构图；

图2是本发明实施例的结构图；

图3是本发明实施例的结构分解示意图；

图4是本发明实施例的匀光筒单元结构图；

图5是本发明实施例的太阳能电池板集成水冷散热单元结构图；

图6是本发明实施例的匀光筒集成水冷散热单元结构图；

图7是本发明实施例的三通管结构图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

聚光式太阳能系统将平行入射的太阳光进行汇聚，其聚光倍数非常高，使得太阳辐射出的能量除了被电池吸收转化为电能和被反射损失之外，很大部分能量转化为热能，使得聚光太阳能电池的温度迅速上升，最终对电池的光电转化效率以及一系列的输出特性造成影响，而且电池长期工作在高温下会迅速老化从而减少使用寿命，同时也会使得匀光筒温度升高，易损坏。解决这一问题的最佳途径是设计水冷单元，且对所述水冷单元结构设计有一定的要求，不仅要能够达到匀光筒和聚光太阳能电池的水冷散热效果，还要尽可能使结构简单，设计紧凑。