CN106961247A - 一种聚光型太阳能电池水冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚光型太阳能电池水冷系统，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；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匀光筒单元入射到聚光太阳能电池单元上；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。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。
Description
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。
请见图1，本发明提供的一种聚光型太阳能电池水冷系统，包括聚光太阳能电池单元1、匀光筒单元2、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；聚光太阳能电池单元1通过进出水管道31支撑在碟式抛物面反射聚光器上，汇聚的太阳光线通过匀光筒单元2入射到聚光太阳能电池单元1上；聚光太阳能电池单元1、匀光筒单元2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，用于聚光太阳能电池单元1和匀光筒单元2循环散热，有效的降低电池温度，提高电池工作效率。
请见图2-图7，本实施例的聚光太阳能电池单元1包括硅电池板11、电池板安装筒12和聚光太阳能电池板13；硅电池板11安装在电池板安装筒12上端部，用于直接吸收太阳光发电；聚光太阳能电池板13安装在电池板安装筒12下底部，用于吸收碟式抛物面反射聚光器汇聚的太阳光发电。
本实施例的匀光筒单元2包括匀光筒集成水冷散热单元和匀光玻璃22；匀光筒集成水冷散热单元是由匀光筒凹槽侧壁211组成的柱体，水槽盖板212封装在匀光筒凹槽侧壁211上，作为匀光筒单元2的外壁，冷却水通过设置在水槽盖板212上的进出水口332在匀光筒凹槽侧壁211中的蛇形凹槽331内循环散热；匀光玻璃22固定安装在匀光筒单元2下底部，用于使碟式抛物面反射聚光器汇聚的太阳光均匀地通过匀光筒单元2后入射在聚光太阳能电池板13上。
本实施例的太阳能电池板集成水冷散热单元由盖板322和蛇形镂空结构的铜片323组成，安装在聚光太阳能电池单元1的聚光太阳能电池板13上；盖板322和若干铜片323紧密相连形成蛇形凹槽324；进出水管道31通过三通管34与太阳能电池板集成水冷散热单元的进出水口321相连，冷却水通过设置在盖板322上的进出水口321在蛇形凹槽324内循环散热。
本实施例的太阳能电池板集成水冷散热单元的匀光筒集成水冷散热单元的相邻部位通过进出水导管31连接口用铜管连接形成循环水路。
当碟式抛物面系统汇聚太阳光时，匀光筒单元2将太阳光均匀化后使太阳光入射到聚光太阳能电池板13，其中一部分太阳光被转化为热能滞留在聚光太阳能电池板13和匀光筒单元2上。通过外接水泵，将冷却水通过进水导管经由进水口导入匀光筒集成水冷散热单元的蛇形凹槽，使匀光筒单元循环散热；同时在进水导管处设置分三通管，将一部分冷却水导入太阳能电池板集成水冷散热单元，通过进、出水口流经蛇形冷却凹槽使电池循环冷却散热。采用蛇形凹槽结构，可增大冷却水与聚光太阳能电池板和匀光筒侧壁的接触面积，使受热面得到充分的冷却；同时，电池板安装筒12顶部安装硅电池板11以给水泵供电。
本发明可以根据条件加速水流速度，实现在短时间内将太阳能电池的热量传导出去，提高太阳能电池聚光效率，保护电池，同时还可以将排出的热水收集，供给民用，以实现将热水二次利用，实现太阳能的高效利用。
本发明提供的一种双进双出的蛇形凹槽结构的水冷系统，将蛇形槽式结构运用水冷系统中，可以有效的增加水和匀光筒的接触面积，通过外接水泵可以根据太阳能电池的工作情况调节水流速度，从而实现高效水冷循环散热，有效的提高聚光太阳能电池工作效率。本系统遵循节约能源的理念，将循环的热水收集，用于民用，从而实现能量最大化利用。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一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(1)、匀光筒单元(2)、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(1)通过进出水管道(31)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(2)入射到所述聚光太阳能电池单元(1)上；所述聚光太阳能电池单元(1)、匀光筒单元(2)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(1)和匀光筒单元(2)循环散热，有效的降低电池温度，提高电池工作效率。
2.根据权利要求1所述的聚光型太阳能电池水冷系统，其特征在于：所述聚光太阳能电池单元(1)包括硅电池板(11)、电池板安装筒(12)和聚光太阳能电池板(13)；所述硅电池板(11)安装在所述电池板安装筒(12)上端部，用于直接吸收太阳光发电；所述聚光太阳能电池板(13)安装在所述电池板安装筒(12)下底部，用于吸收碟式抛物面反射聚光器汇聚的太阳光发电。
3.根据权利要求1所述的聚光型太阳能电池水冷系统，其特征在于：所述匀光筒单元(2)包括匀光筒集成水冷散热单元和匀光玻璃(22)；所述匀光筒集成水冷散热单元是由匀光筒凹槽侧壁(211)组成的柱体，水槽盖板(212)封装在所述匀光筒凹槽侧壁(211)上，作为所述匀光筒单元(2)的外壁，冷却水通过设置在水槽盖板(212)上的进出水口(332)在所述匀光筒凹槽侧壁(211)中的蛇形凹槽(331)内循环散热；所述匀光玻璃(22)固定安装在所述匀光筒单元(2)下底部，用于使碟式抛物面反射聚光器汇聚的太阳光均匀地通过所述匀光筒单元(2)后入射在聚光太阳能电池板(13)上。
4.根据权利要求1所述的聚光型太阳能电池水冷系统，其特征在于：所述太阳能电池板集成水冷散热单元由盖板(322)和蛇形镂空结构的铜片(323)组成，安装在所述聚光太阳能电池单元(1)的聚光太阳能电池板(13)上；所述盖板(322)和若干铜片(323)紧密相连形成蛇形凹槽(324)；所述进出水管道(31)通过三通管(34)与太阳能电池板集成水冷散热单元的进出水口(321)相连，冷却水通过设置在盖板(322)上的进出水口(321)在所述蛇形凹槽(324)内循环散热。
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| CN203617314U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-05-28 | 宜都市鑫鸿华太阳能有限公司 | 聚光太阳能电池板 |
| CN204272008U (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-15 | 湖北工业大学 | 一种色散型碟式反射聚光太阳能光伏发电组件单元 |
| CN106208950A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-07 | 湖北工业大学 | 一种有利于农作物生长的碟式反射聚光光伏发电系统 |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US20120266941A1 (en) * | 2010-01-27 | 2012-10-25 | Eikou Co., Ltd. | Solar power generation apparatus |
| CN203617314U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-05-28 | 宜都市鑫鸿华太阳能有限公司 | 聚光太阳能电池板 |
| CN204272008U (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-15 | 湖北工业大学 | 一种色散型碟式反射聚光太阳能光伏发电组件单元 |
| CN106208950A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-07 | 湖北工业大学 | 一种有利于农作物生长的碟式反射聚光光伏发电系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 盛飞: "高效聚光太阳能电池及光伏系统关键技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊） 工程科技Ⅱ辑》 * |
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