CN101867324A - 可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统 - Google Patents

可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，包括带正负极引出线的发电芯片，要点是在发电芯片与散热平台、聚光散热器连接构成介质冷却循环系统；在聚光散热器上方设有高透光隔热玻璃，聚光散热器通光口的四壁设有高反光材料，在发电芯片与聚光散热器设有隔热玻璃。本发明在聚光倍率比较高的情况下，通过多重散热，使发电芯片保持较低的温度，即使透光镜的倍率达到千倍以上，温度超过1000℃时，经过复合散热装置的多重散热与冷却，电池芯片的最终温度可以控制在100℃环境中进行正常发电，解决了太阳能发电聚光倍率大与芯片温度高、寿命短、影响发电效果之间的矛盾及技术难题，大大拓宽了太阳能电池的使用领域。

Description

可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统
所属技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体地说是一种可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统。
背景技术
一般太阳能电池发电，随着聚光倍数的增大，电池的发电效率就随之提高，以便最大限度的增加电池芯片的发电效率。由于这类聚光太阳能发电芯片大部分是通过菲涅尔透镜或不同形式的透镜等，将太阳光汇聚到电池芯片上以提高光照率，但照射到芯片上的压缩光线温度也随之增加，可达到1000度以上，在这种温度下如不采取冷却措施，所有的芯片都会被烧坏。唯一的办法就是在增加光透率的同时将温度控制在芯片所能接受的范围内，即100度以下，才能真正扩大太阳能聚光发电的应用领域。
发明内容
为了解决现有太阳能电池发电存在的不足，本发明提供了一种倍率高、散热效果好的可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，包括带正负极引出线的发电芯片；主要是在发电芯片底面通过导热胶与灌有循环介质的散热平台相粘接，在发电芯片上方设有呈倒置台形或倒置锥台形结构的聚光散热器并通过连接杆与散热平台连接；聚光散热器通光口上部和下部设有出气管和回液管，并通过连管与散热平台连通，在聚光散热器的焦点上方占焦距总长的35～15％处水平设有隔热玻璃，其中心点被透镜焦距的垂直中心线穿透，并通过连接杆与聚光散热器相固定；在聚光散热器通光口的四壁设有高反光材料，在隔热玻璃和聚光散热器连接处的左右对称面上设有水蒸汽调节孔，在发电芯片和聚光散热器之间设有上表面和下表面镀有选择性可见光增透膜的高透光玻璃；所述散热平台内的循环介质为流动的低沸点或高沸点醇类、烷类、醚类或它们的混合物；所说聚光散热器通光口上部和下部设置的出气管和回液管可构成独立的冷却循环系统；在散热平台的两侧设有连接管，通过连接管将散热平台和散热芯片进行串联或并联组成发电方阵。
本发明与现有技术相比的主要优点是，在聚光倍率比较高的情况下，通过复合冷却系统的多重散热与冷却，使发电芯片在太阳光较高倍率的情况下仍能够保持较低的温度。即使透光镜的倍率达到千倍以上，温度超过1200℃时，经过复合冷却系统的多重散热与冷却，电池芯片的最终温度可以保持在100℃环境中进行正常发电，解决了太阳能发电聚光倍率大与芯片温度高、寿命短、影响发电效果之间的矛盾及技术难题。同时，这种带高效冷却系统的太阳能发电芯片单体，可以通过串联、并联等不同形式组成所需电流和电压的强度，大大拓宽了太阳能电池的使用领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作原理示意图。
图中：1.回液管，2.聚光散热器，3.隔热玻璃，4.连接杆，5.高透光玻璃，6.出气管，7.发电芯片，8.导热胶，9.散热平台，10.水蒸汽调节孔，11.正负极引出线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：
如附图1所示，这种可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，包括带正负极引出线11的发电芯片7，发电芯片7底面通过导热胶8与循环介质的散热平台9相粘接，在发电芯片7上方设有呈倒置台形的聚光散热器2并通过连接杆4与散热平台9相连接，聚光散热器2通光口上部和下部设有出气管6和回液管1，该出气管6和回液管1可以设置在一侧或对称面的两侧，并通过连管与散热平台9连通。
为满足外界环境在零下40～50度条件下太阳能发电的需要，在散热平台9内盛有耐低温的介质。
在聚光散热器2的上方镀有选择性可见光增透膜的隔热玻璃3，并通过连接杆4相固定，隔热玻璃3和聚光散热器2连接处左右对称面上设有水蒸汽调节孔10，聚光散热器2通光口的四壁设有高反光材料，使冷却的光线交叉照射到下方，透过上表面和下表面镀有选择性可见光增透膜的高透光玻璃5并照射在发电芯片7上，上述双重结构构成了本发明的介质循环强制冷却系统。
如图2所示，本发明的工作过程是：被压缩的光线通过隔热玻璃3时，在光亮度保持的基础上，光线的热量被阻隔了约50％左右。隔热玻璃3呈水平放置在聚光散热器2，其中心点被透镜焦距的垂直中心线穿透，所处的位置在焦点上方占焦距总长的20％处。当首次降温的光线照射通过聚光散热器2通光口时，其热量被聚光散热器2内的介质进行第二次强制降温。二次降温的光线被聚光散热器2四壁的高反光材料交叉反射，透过上表面和下表面镀有选择性可见光增透膜的高透光玻璃5照射到发电芯片7上时，光强度保持在90％以上，而温度被强制阻隔降温至适合发电的温度。而照射到发电芯片7上的光热再次被芯片下方的带循环介质的散热平台9内流动的低沸点或高沸点醇类、烷类、醚类介质或它们的混合物再次强制冷却。如此，经过多重循环复合的散热与冷却，使太阳能电池的温度保持在100℃以内的环境中进行正常发电，最大限度地保证了太阳能电池高倍的发电效能。我们经过多年的实验证明，高倍率太阳能聚光发电可提高太阳能电池发电效率20～50倍左右。

Claims (8)

1.一种可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，包括带正负极引出线(11)的发电芯片(7)，其特征在于：发电芯片(7)底面通过导热胶(8)与灌有循环介质的散热平台(9)相粘接，在发电芯片(7)上方设有聚光散热器(2)并通过连接杆(4)与散热平台(9)相连接，聚光散热器(2)通光口上部和下部设有出气管(6)和回液管(1)并通过连管与散热平台(9)连通，聚光散热器(2)的上方设有隔热玻璃(3)并通过连接杆(4)相固定，聚光散热器(2)通光口的四壁设有高反光材料，隔热玻璃(3)和聚光散热器(2)连接处左右对称面上设有水蒸汽调节孔(10)，在发电芯片(7)和聚光散热器(2)之间设有高透光玻璃(5)。
2.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：所说散热平台(9)内的循环介质为流动的低沸点或高沸点醇类、烷类、醚类或它们的混合物。
3.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：所说聚光散热器(2)通光口上部和下部设置的出气管(6)和回液管(1)可构成独立的冷却循环系统。
4.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：所说聚光散热器(2)呈倒置台形或倒置锥台形结构。
5.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：所说隔热玻璃(3)水平设置在焦点上方占焦距总长的35～15％处，其中心点被透镜焦距的垂直中心线穿透。
6.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：在散热平台(9)的两侧设有连接管，通过连接管将散热平台(9)和发电芯片(7)串联或并联组成发电方阵。
7.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征在于：所述导热胶(8)为绝缘胶和导热胶的混合物。
8.根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电介质循环强制冷却系统，其特征是在高透光玻璃(5)的上表面和下表而镀有选择性可见光增透膜。
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