CN101320762B - 蓄冷降温式太阳电池组件 - Google Patents

蓄冷降温式太阳电池组件 Download PDF

Info

Publication number
CN101320762B
CN101320762B CN2008100291783A CN200810029178A CN101320762B CN 101320762 B CN101320762 B CN 101320762B CN 2008100291783 A CN2008100291783 A CN 2008100291783A CN 200810029178 A CN200810029178 A CN 200810029178A CN 101320762 B CN101320762 B CN 101320762B
Authority
CN
China
Prior art keywords
medium container
type solar
battery component
down type
solar battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008100291783A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101320762A (zh
Inventor
秦红
张仁元
沈辉
史保新
梁振南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN2008100291783A priority Critical patent/CN101320762B/zh
Publication of CN101320762A publication Critical patent/CN101320762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101320762B publication Critical patent/CN101320762B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种蓄冷降温式太阳电池组件，旨在提供一种利用自然温差能源来降低太阳电池工作温度，太阳能转换效率高于常规太阳电池组件的光伏发电设备；蓄冷降温式太阳电池组件包括太阳电池封装组件，以该封装组件为上部密闭面的冷却介质容器，该冷却介质容器内盛装的冷却介质，包围所述冷却介质容器的可自动开闭的保温装置；本发明的蓄冷降温式太阳电池组件装置在夜间自动打开保温装置，使冷却介质与夜间大气换热而降温至接近大气的日最低温度，白天自动关闭保温装置，减少与外界的热交换，将冷却介质蓄存的自然温差冷量有效用于太阳电池降温，根据现场实验结果可使太阳电池的实际太阳能转换效率最高提升10％以上。

Description

蓄冷降温式太阳电池组件
技术领域
本发明涉及到一种太阳能光伏发电设备，更具体地说，本发明提供一种利用自然温差能源来降低太阳电池工作温度，实际工作时太阳能转换效率高于常规太阳电池组件的蓄冷降温式太阳电池组件。
背景技术
太阳电池将太阳能转换为电能的效率与其工作温度有关。占光伏市场份额90％以上的晶硅太阳电池效率随工作温度上升而下降，速率在-0.4～-0.6％/℃之间，故太阳电池工作温度越高效率越低。目前太阳电池仅能将20％以下的太阳能转换为电能，其余80％以上太阳能转换为热能使电池温度升高后散入环境，随着温度升高，散热加大同时转换效率进一步下降，直至电池温度稳定。常规太阳电池以自然对流方式散热，冷却介质为大气，其工作温度与太阳辐射强度、电池组件结构、大气温度与风速有关，一般在50℃左右，散热不良时可达80℃。强化自然对流散热可降低电池温度，例如中国公开专利CN101145743，公开日2008.03.19，发明名称：太阳电池高效发电散热系统，以导热片和散热构件自然对流方式为聚光式太阳电池组件向大气散热。但自然对流散热温度下限为当时环境气温，因为散热温差的需要，一般仍高于环境气温10～30℃。为此出现了以水为冷却介质的冷却方式。例如中国公开专利CN201000896，公开日2008.01.02，发明名称：水冷式光伏发电系统，以导热硅胶粘接导热水管于太阳电池下方，管内有水循环流动对聚光式太阳电池进行冷却。该冷却方式对降低太阳电池工作温度有积极效果，但若设置水泵促使水作机械循环式流动，水泵消耗电能可能抵消太阳电池效率提高的成果，若不设水泵依靠自然循环，则循环流量决定于流动阻力，流道越狭小阻力越大，流量越小，导致温差较大，即太阳电池工作温度仍然较高。此外三个相关专利：中国公开专利CN1716642，公开日2006.01.04，发明名称混合式光电光热收集器，中国公开专利CN1563844，公开日2005.01.12，发明名称太阳电热联产装置，中国公开专利CN1988183，公开日2007.06.27，发明名称太阳电池的电热联用装置，这些专利提出的装置在冷却太阳电池同时也利用冷却水的热量，从专利目的到所采用的技术方案，都未使太阳电池工作温度有较大降低。从提高太阳电池转换效率方面来看，目前已有的冷却技术受到一定限制。
发明内容
本发明从太阳电池组件结构热设计入手，提供一种蓄冷降温式太阳电池组件，来解决降低太阳电池散热热阻，增大冷却通道以降低流道阻力，以及用自然冷却方式使冷却介质工作温度降到较低温度的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
蓄冷降温式太阳电池组件包括太阳电池封装组件，冷却介质容器，冷却介质容器内盛装的冷却介质，包围所述冷却介质容器的可自动开闭的保温装置；上述太阳电池封装组件倾斜安装在冷却介质容器的上方形成该冷却介质容器的上部密闭面或上部密闭面的一部分，所述冷却介质容器除上部与底部外，其他四面外部均匀分布有肋状突起，所述冷却介质容器内部有均匀分布的金属导热板，板间冷却介质可以对流。
上述太阳电池封装组件是按太阳能玻璃、EVA、太阳电池、聚酯薄膜、EVA、背板顺序以“三明治”方式叠合真空加热层压而成，背板为使用经阳极氧化处理的金属板，该背板直接沉浸在冷却介质容器内的冷却介质里。
上述冷却介质容器底部水平，上部倾斜，倾斜角度是20°～50°，侧壁最小高度为100～500mm，用金属板材制造。
上述冷却介质容器外部肋状突起高度为10～100mm，用金属板材制造；肋状突起形状是板肋或无底边的矩形或无底边的三角形。
上述冷却介质容器内部有垂直于却介质容器底部布置的数块金属导热板，各板之间相互平行，该金属板上部厚度2～10mm，下部厚度2mm，下部局部开口。
上述冷却介质容器内最低点布有带关闭阀门的管嘴，最高点布有不带关闭阀门的管嘴。
上述冷却介质是相变蓄冷材料。上述相变蓄冷材料是水、熔点温度在40℃左右的石蜡、结晶水合盐或脂酸类材料。
上述可自动开闭的保温装置由可转动的若干扇保温门组成，其转动轴设在保温门的一侧，保温门的开闭由微型电机带动，保温门可水平或垂直开闭；保温门采用聚氨酯硬泡板材或XPS聚苯板材制作，表面粘贴铝箔。
上述可自动开闭的保温装置由温差传感器或光感传感器控制微型电机实现自动开闭。
蓄冷降温式太阳电池组件包括太阳电池封装组件，冷却介质容器，冷却介质，可自动开闭的保温装置四大部分。电池封装组件背板使用金属材料。太阳电池封装组件倾斜安装在冷却介质容器的上方，其背板全部直接沉浸在冷却介质中以加强散热。
冷却介质容器部分，容器用金属板制造，底部水平，上部倾斜，侧壁最小高度为100～500mm，内部布有垂直于却介质容器底部布置的数块金属导热板，各板之间相互平行，该金属板上部厚度2～10mm，下部厚度2mm。容器外部除上部与底部外，其他四面有高度为10～100mm肋状突起，以便加强内部传热和外部散热。容器最低点布有带关闭阀门的管嘴，最高点布有不带关闭阀门的管嘴，以便蓄冷介质的导入导出。可开闭的保温装置部分由四扇保温门构成，保温门采用铝箔复合轻板制作，其保温材料为聚氨酯硬泡或XPS聚苯板。由温差传感器或光感传感器控制开闭。当水温高于气温一定数值时，保温门敞开，当水温低于气温时，保温门闭合，或夜间敞开，白昼关闭，以便控制蓄冷介质温度，有效使用所蓄自然温差冷量。
通过以上技术方案，使本发明的蓄冷降温式太阳电池组件的导热热阻减少，太阳电池与冷却介质之间温差下降；夜间可将热量散入大气降低蓄冷介质温度，白天有效利用夜间储存的大气冷量用于降低太阳电池温度，使得白天太阳电池的降温不受当时大气温度的限制，根据设计方案可以高于当时大气温度或低于当时大气温度的两种方式工作，从而显著提高太阳电池转换效率，根据现场实验结果实际太阳能转换效率最高提升10％以上。
附图说明
图1为本发明的蓄冷降温式太阳电池组件总体示意图。
图2为本发明的蓄冷降温式太阳电池组件剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参见图1，蓄冷降温式太阳电池组件由太阳电池封装组件1，冷却介质容器2，该冷却介质容器内盛装的冷却介质3，包围所述冷却介质容器的可自动开闭的保温装置4组成。
太阳电池封装组件1以常规工艺封装，即以太阳能玻璃、EVA、太阳电池、EVA、背板的“三明治”方式在层压机上真空加热层压而成，背板为经阳极氧化绝缘处理的金属材料，优选地可以用铝合金板或者铜板。太阳电池封装组件倾斜安装在冷却介质容器的上方，倾斜角度在20°～50°，优选地可取用使用地点的地理纬度。
冷却介质容器2用金属板制造，优选地可用不锈钢或铝合金制作。容器底部水平，上部倾斜，倾斜角度与太阳电池封装组件倾斜角度一致。容器侧壁最小高度为100～500mm，优选地根据使用地点的气温日较差和太阳电池工作温度的期望值确定，当气温日较差较大，电池工作温度较高，最小高度可取较小值，反之取较大值。容器内部垂直布置数块金属导热板7，优选地可以用铝合金板或者铜板。该板之间相互平行，板厚上部为2～10mm，下部为2mm，并且下部局部开口以便板间冷却介质对流。容器外部除上部与底部外，其他四面有高度为10～100mm肋状突起8，优选地可取50mm。肋状突起可以是板肋，可以是无底边的矩形，可以是无底边的三角形，优选地取无底边的三角形，以便加强内部传热和外部散热。容器最高点布有不带关闭阀门的管嘴6，最低点布有带关闭阀门的管嘴5，以便冷却介质的导入导出。
冷却介质3承担冷却太阳电池，蓄存夜间换热得到的自然温差冷量的任务。冷却介质可以是水，也可以是熔点温度在40℃左右的石蜡、结晶水合盐或脂酸类相变蓄冷材料，优选地取用价格低廉，热力性能良好的水做冷却介质。
可自动开闭的保温装置4由四扇可转动的保温门4-1、4-2、4-3、4-4组成，其转动轴9设在保温门的一侧，可水平或垂直转动，优选地采用垂直方向转动。保温门采用聚氨酯硬泡板材或XPS聚苯板材制作，表面以粘贴方法复以铝箔以反射太阳辐射。当蓄冷降温式太阳电池组件为单个使用时，使用四扇转动保温门，当多个蓄冷降温式太阳电池组件并排安装时，使用二扇转动保温门，另两个方向采用固定保温方式。当门扇尺寸过大时，也可分拆为几扇单独动作的保温门。保温门的转动由微型电机带动。该电机的动作由光感传感器控制，夜间敞开，白昼关闭，或优选地由温差传感器控制，随着一天中大气温度的变化，当冷却介质温度高于气温时，保温门敞开向外界散热，当冷却介质温度低于气温时，保温门闭合，以便控制蓄冷介质温度，有效使用所蓄自然温差冷量。

Claims (10)

1.一种蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：包括太阳电池封装组件，冷却介质容器，冷却介质容器内盛装的冷却介质，包围所述冷却介质容器的可自动开闭的保温装置；上述太阳电池封装组件倾斜安装在冷却介质容器的上方形成该冷却介质容器的上部密闭面或上部密闭面的一部分，所述冷却介质容器除上部与底部外，其他四面外部均匀分布有肋状突起，所述冷却介质容器内部有均匀分布的金属导热板，板间冷却介质可以对流。
2.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述太阳电池封装组件是按太阳能玻璃、EVA、太阳电池、聚酯薄膜、EVA、背板顺序以“三明治”方式叠合真空加热层压而成，背板为使用经阳极氧化处理的金属板，该背板直接沉浸在冷却介质容器内的冷却介质里。
3.根据权利要求1或2所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述冷却介质容器底部水平，上部倾斜，倾斜角度是20°～50°，侧壁最小高度为100～500mm，用金属板材制造。
4.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述冷却介质容器外部肋状突起高度为10～100mm，用金属板材制造；肋状突起形状是板肋或无底边的矩形或无底边的三角形。
5.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述冷却介质容器内部有垂直于却介质容器底部布置的数块金属导热板，各板之间相互平行，该金属板上部厚度2～10mm，下部厚度2mm，下部局部开口。
6.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述冷却介质容器内最低点布有带关闭阀门的管嘴，最高点布有不带关闭阀门的管嘴。
7.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述冷却介质是相变蓄冷材料。
8.根据权利要求7所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述相变蓄冷材料是水、熔点温度在40℃左右的石蜡、结晶水合盐或脂酸类材料。
9.根据权利要求1所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述可自动开闭的保温装置由可转动的若干扇保温门组成，其转动轴设在保温门的一侧，保温门的开闭由微型电机带动，保温门可水平或垂直开闭；保温门采用聚氨酯硬泡板材或XPS聚苯板材制作，表面粘贴铝箔。
10.根据权利要求9所述的蓄冷降温式太阳电池组件，其特征在于：上述可自动开闭的保温装置由温差传感器或光感传感器控制微型电机实现自动开闭。
CN2008100291783A 2008-07-02 2008-07-02 蓄冷降温式太阳电池组件 Expired - Fee Related CN101320762B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100291783A CN101320762B (zh) 2008-07-02 2008-07-02 蓄冷降温式太阳电池组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100291783A CN101320762B (zh) 2008-07-02 2008-07-02 蓄冷降温式太阳电池组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101320762A CN101320762A (zh) 2008-12-10
CN101320762B true CN101320762B (zh) 2010-06-09

Family

ID=40180699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100291783A Expired - Fee Related CN101320762B (zh) 2008-07-02 2008-07-02 蓄冷降温式太阳电池组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101320762B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101866972A (zh) * 2010-05-18 2010-10-20 扬州旭博光伏科技有限公司 太阳能电池与散热器一体化组件
CN102231401B (zh) * 2011-07-07 2012-11-14 中国科学院深圳先进技术研究院 薄膜太阳能电池
CN103165715A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 通用硅太阳能电力（昆山）有限公司 一种导热光伏电池组件及其制造方法
CN104242816A (zh) * 2014-09-13 2014-12-24 钟小强 一种蓄冷光伏发电装置
CN107749431A (zh) * 2017-10-20 2018-03-02 上海交通大学 复合相变材料辅助的光伏电池组件
CN107910395A (zh) * 2017-11-02 2018-04-13 江苏燕山光伏设备有限公司 一种具有散热功能的光伏组件金属层压背板
CN108428755A (zh) * 2018-02-08 2018-08-21 能金云（北京）信息技术有限公司 一种光伏板组件及其冷却控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101145743A (zh) * 2006-09-11 2008-03-19 官有占 太阳电池高效发电散热系统
CN201226358Y (zh) * 2008-07-02 2009-04-22 广东工业大学 一种蓄冷降温式太阳电池组件

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101145743A (zh) * 2006-09-11 2008-03-19 官有占 太阳电池高效发电散热系统
CN201226358Y (zh) * 2008-07-02 2009-04-22 广东工业大学 一种蓄冷降温式太阳电池组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-278669A 2006.10.12

Also Published As

Publication number Publication date
CN101320762A (zh) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101320762B (zh) 蓄冷降温式太阳电池组件
US6080927A (en) Solar concentrator for heat and electricity
CN101976988B (zh) 太阳能光热半导体温差发电热水系统
CN103986414B (zh) 一种光伏光热建筑一体化系统
CN108621836B (zh) 一种新能源汽车散热水箱
CN101022138A (zh) 一种太阳光伏/光热联用装置
CN109617509B (zh) 一种相变蓄热太阳能光伏光热平板集热器
CN108005162B (zh) 一种海岛风、储联合淡水制取装置
TW201337195A (zh) 太陽能集熱油箱式溫差發電系統及其中所用之一體平面式微超熱管導熱裝置、過渡金屬合金超導熱裝置以及它們的應用
CN107275427B (zh) 一种基于金属型材基底的复合型光伏光热一体化构件
CN111404478A (zh) 光伏光热温差发电组件及发电系统
CN102607206B (zh) 太阳能光伏光热复合热管真空管
CN109417105A (zh) 利用聚光式及平板式混合太阳能电池的太阳光及太阳热复合发电系统发电方法
CN201226358Y (zh) 一种蓄冷降温式太阳电池组件
CN206237363U (zh) 一种光伏电池组件用节能型水冷散热降温装置
CN206274516U (zh) 一种风冷散热降温光伏电池组件
CN102966997A (zh) 太阳能辅助自控温自循环节能水暖工艺及其装置
CN213395986U (zh) 包含光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物的系统
CN101794830A (zh) 一种聚光光伏接收器
CN102683461B (zh) 一种聚光太阳能装置
CN101860275B (zh) 一种聚焦型太阳能冷热电联供系统
CN209641790U (zh) 一种利用相变加热和散热的电池系统
CN103673327A (zh) 多用途平板式太阳能装置制作方法及其制品
CN106656026A (zh) 一种光伏电池组件用节能型水冷散热降温装置
CN202034394U (zh) 一种聚光太阳能装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100609

Termination date: 20170702

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee