CN109038288B - 一种光伏发电站专用电能优化箱复合散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电站专用电能优化箱复合散热方法，该优化箱包括承载电子器件的箱体，在箱体的顶部架设遮雨防晒挡尘板，将风冷循环系统及水冷循环系统的风源和水源分别从箱体内壁的顶部和底部引入，风冷循环系统将外部风源从箱体侧壁的通孔中吸入并经过滤网过滤，在箱体顶部的电子器件产生的热气汇聚之处以朝向重力方向施加到待散热部位，水冷循环系统将箱体底部的水源通过“日”字形管道组网结构引入到箱体的内部进行热交换，并在与所述管道组网中的每个管道延伸方向均平行设置有吸水板，对热交换中产生的冷凝水珠进行吸附，防止滴落或者直接进入到电子器件中，避免优化箱内部温度过高，导致电子元件出现损坏，给使用者带来极大的便利。

Description

一种光伏发电站专用电能优化箱复合散热方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种光伏发电站专用电能优化箱及其复合散热方法。

背景技术

光伏发电站以光伏发电系统为主，包含各类建筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站，太阳能发电分为光热发电和光伏发电，通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称光电。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，这种技术的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置，光伏发电的优点是较少受地域限制，光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无须消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点，光生伏特效应简称光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象，它首先是由光子转化为电子、光能量转化为电能量的过程，其次是形成电压过程，有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路，光伏发电，其基本原理就是光伏效应，因为要制造电压，所以完成光电转化的太阳能电池是阳光发电的关键，光伏汇流箱主要是现有的光伏汇流箱是为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置，常见的光伏发电站专用电能优化箱散热效果不太理想，优化箱的内部存在大量的电子元件，电子元件在工作时，会产生大量的热量，由于箱子内部是较为密闭的空间，热量散失不出去，使得箱子内部的温度过高，可能会导致电子元件出现损坏，严重时还会导致事故的发生，给使用者带来极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏发电站专用电能优化箱，具备散热效果好的优点，解决了常见的光伏发电站专用电能优化箱散热效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏发电站专用电能优化箱，包括箱体，所述箱体的内壁上固定连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有驱动转轴，所述驱动转轴的底端贯穿固定板且延伸至其下方，位于固定板下方的驱动转轴的表面固定连接有扇叶，所述固定板的底部对应扇叶的位置固定连接有过滤壳，所述箱体的左侧且位于固定板的下方开设有散热口，所述箱体内壁的左右两侧对应驱动电机的位置均开设有通风口，所述箱体的左右两侧对应通风口的位置固定连接有滤网，所述箱体内壁的底部对称设置有第一吸水板，两个第一吸水板的顶部通过固定板的底部固定连接，两个第一吸水板之间的顶部通过第二吸水板固定连接，所述箱体的底部固定连接有水箱，所述水箱左侧设置有与其相互连通的通水管，所述箱体左右两侧的底部均固定连接有安装块，所述安装块远离箱体的一侧固定连接有水泵，所述水泵的底端固定连接有与其相互连通的第一进水管，所述第一进水管的底端贯穿水箱且延伸至其内部，所述水泵的顶部固定连接有第二进水管，所述第二进水管远离水泵的一端固定连接有与其相互连通的第一出水管，所述第一出水管靠近箱体的一端贯穿箱体且延伸至其内部，位于箱体内部的第一出水管的一端固定连接有与其相互连通的第二出水管，所述第二吸水板的上方且位于两个第一吸水板之间设置有第一连接管，所述第二出水管远离水泵的一端与第一连接管固定连接。

优选的，所述箱体顶部的四角处均固定连接有支撑块，四个支撑块的顶部通过挡尘板固定连接。

优选的，所述水箱底部的四角处均固定连接有支腿，所述支腿的底部固定连接有防滑垫。

优选的，所述水箱的左侧对应通水管的位置固定连接有第一密封垫，所述水箱的顶部对应第一进水管的位置固定连接有第二密封垫。

优选的，所述第二出水管的左右两侧均固定连接有固定块，所述固定块远离第二出水管的一侧与箱体的内壁固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过驱动电机、驱动转轴、扇叶、过滤壳、滤网、第一吸水板、第二吸水板、水箱、通水管、水泵、第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管和第一连接管相互配合，由于优化箱的内部存在大量的电子元件，电子元件在工作时，会产生大量的热量，通过风冷和水冷之间的相互作用，对优化箱进行散热，避免优化箱内部温度过高，导致电子元件出现损坏，给使用者带来极大的便利。

2、本发明通过设置支撑块和挡尘板起到了防尘的作用，防止灰尘进入箱体内部，通过设置支腿和防滑垫，起到了对水箱进行支撑的作用，通过设置第一密封垫起到了密封的作用，防止水从水箱与通水管之间的缝隙中流出，通过设置第二密封垫起到了密封的作用，防止水从水箱与第一进水管之间的缝隙中流出，通过设置固定块起到了对第二出水管进行固定的作用。

3、采用水流的分流并行路线设计，实现水流作为水冷水源的同时，还作为风冷的冷风辅助工具，实现了水冷与风冷同时吸热的同时，还能够保证风冷系统中风力的冷风效果，该风冷还能够进一步的降低水冷系统的温度。

附图说明

图1为本发明主视图的结构剖面图；

图2为本发明右视图的结构示意图。

图中：1箱体、2固定板、3驱动电机、4驱动转轴、5扇叶、6过滤壳、7散热口、8通风口、9滤网、10第一吸水板、11第二吸水板、12水箱、13通水管、14安装块、15水泵、16第一进水管、17第二进水管、18第一出水管、19第二出水管、20第一连接管、21支撑块、22挡尘板、23支腿、24防滑垫、25第一密封垫、26第二密封垫、27固定块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施方式：请参阅图1-2，一种光伏发电站专用电能优化箱，包括箱体1，箱体1的内壁上固定连接有固定板2，箱体1顶部的四角处均固定连接有支撑块21，四个支撑块21的顶部通过挡尘板22固定连接，通过设置支撑块21和挡尘板22起到了防尘的作用，防止灰尘进入箱体1内部，固定板2的顶部固定连接有驱动电机3，驱动电机3的输出轴上固定连接有驱动转轴4，驱动转轴4的底端贯穿固定板2且延伸至其下方，位于固定板2下方的驱动转轴4的表面固定连接有扇叶5，固定板2的底部对应扇叶5的位置固定连接有过滤壳6，箱体1的左侧且位于固定板2的下方开设有散热口7，箱体1内壁的左右两侧对应驱动电机3的位置均开设有通风口8，箱体1的左右两侧对应通风口8的位置固定连接有滤网9，箱体1内壁的底部对称设置有第一吸水板10，两个第一吸水板10的顶部通过固定板2的底部固定连接，两个第一吸水板10之间的顶部通过第二吸水板11固定连接，通过设置的第一吸水板10和第二吸水板11，起到了对冷凝水进行吸收的作用，防止冷凝水进入电子元件内部，导致电子元件出现故障，箱体1的底部固定连接有水箱12，水箱12底部的四角处均固定连接有支腿23，支腿23的底部固定连接有防滑垫24，通过设置支腿23和防滑垫24，起到了对水箱12进行支撑的作用，水箱12左侧设置有与其相互连通的通水管13，水箱12的左侧对应通水管13的位置固定连接有第一密封垫25，通过设置第一密封垫25起到了密封的作用，防止水从水箱12与通水管13之间的缝隙中流出，箱体1左右两侧的底部均固定连接有安装块14，安装块14远离箱体1的一侧固定连接有水泵15，水泵15的底端固定连接有与其相互连通的第一进水管16，第一进水管16的底端贯穿水箱12且延伸至其内部，水箱12的顶部对应第一进水管16的位置固定连接有第二密封垫26，通过设置第二密封垫26起到了密封的作用，防止水从水箱12与第一进水管16之间的缝隙中流出，水泵15的顶部固定连接有第二进水管17，第二进水管17远离水泵15的一端固定连接有与其相互连通的第一出水管18，第一出水管18靠近箱体1的一端贯穿箱体1且延伸至其内部，位于箱体1内部的第一出水管18的一端固定连接有与其相互连通的第二出水管19，第二出水管19的左右两侧均固定连接有固定块27，固定块27远离第二出水管19的一侧与箱体1的内壁固定连接，通过设置固定块27起到了对第二出水管19进行固定的作用，第二吸水板11的上方且位于两个第一吸水板10之间设置有第一连接管20，第二出水管19远离水泵15的一端与第一连接管20固定连接，通过驱动电机3、驱动转轴4、扇叶5、过滤壳6、滤网9、第一吸水板10、第二吸水板11、水箱12、通水管13、水泵15、第一进水管16、第二进水管17、第一出水管18、第二出水管19和第一连接管20相互配合，由于优化箱的内部存在大量的电子元件，电子元件在工作时，会产生大量的热量，通过风冷和水冷之间的相互作用，对优化箱进行散热，避免优化箱内部温度过高，导致电子元件出现损坏，给使用者带来极大的便利。

使用时，当箱体1内部温度过高时，通过通水管13向水箱12中通入冷水，然后驱动电机3通过驱动转轴4带动扇叶5转动，对箱体1内部进行风冷散热，然后打开位于左侧的水泵15，水泵15通过第一进水管16将水箱12中的水通过入第二进水管17中，第二进水管17中的水再通过第二出水管19进入第一连接管20中，然后从第一连接管20再流入位于右侧的第二出水管19中，打开位于右侧的水泵15，然后使得位于右侧的第二出水管19中通过第一出水管18流入第二进水管17中，第二进水管17中的水再通过位于右侧的水泵15进入水箱12中，完成一个水冷循环，通过设置的第一吸水板10和第二吸水板11，起到了对冷凝水进行吸收的作用，防止冷凝水进入电子元件内部，导致电子元件出现故障，通过风冷和水冷之间的相互作用，对优化箱进行散热，避免优化箱内部温度过高，导致电子元件出现损坏，给使用者带来极大的便利。

综上所述：该光伏发电站专用电能优化箱，通过驱动电机3、驱动转轴4、扇叶5、过滤壳6、滤网9、第一吸水板10、第二吸水板11、水箱12、通水管13、水泵15、第一进水管16、第二进水管17、第一出水管18、第二出水管19和第一连接管20相互配合，解决了常见的光伏发电站专用电能优化箱散热效果不理想的问题。

第二实施方式：一种光伏发电站专用电能优化箱，包括箱体1，所述箱体1的内壁上固定连接有固定板2，所述固定板2的顶部固定连接有驱动电机3，所述驱动电机3的输出轴上固定连接有驱动转轴4，所述驱动转轴4的底端贯穿固定板2且延伸至其下方，位于固定板2下方的驱动转轴4的表面固定连接有扇叶5，所述固定板2的底部对应扇叶5的位置固定连接有过滤壳6，所述箱体1的左侧且位于固定板2的下方开设有散热口7，所述箱体1内壁的左右两侧对应驱动电机3的位置均开设有通风口8，所述箱体1的左右两侧对应通风口8的位置固定连接有滤网9，所述箱体1内壁的底部对称设置有第一吸水板10，两个第一吸水板10的顶部穿过固定板2后垂直弯折后连接在一起，两个第一吸水板10之间的顶部通过第二吸水板11固定连接，所述箱体1的底部固定连接有水箱12，所述水箱12左侧设置有与其相互连通的通水管13，所述箱体1左右两侧的底部均固定连接有安装块14，所述安装块14远离箱体1的一侧固定连接有水泵15，所述水泵15的底端固定连接有与其相互连通的第一进水管16，所述第一进水管16的底端贯穿水箱12且延伸至其内部，所述水泵15的顶部固定连接有第二进水管17，所述第二进水管17远离水泵15的一端固定连接有与其相互连通的第一出水管18，所述第一出水管18靠近箱体1的一端贯穿箱体1且延伸至其内部，位于箱体1内部的第一出水管18的一端固定连接有与其相互连通的第二出水管19，所述第二吸水板11的上方且位于两个第一吸水板10之间设置有第一连接管20，所述第二出水管19远离水泵15的一端与第一连接管20固定连接；

在箱体1内的固定板2上方还设置平行于第一连接管20的第二连接管20，该第二连接管的两端头分别与第二出水管19的上端和第一连接管20的右端连通，且穿过固定板2上方的第一吸水板10沿着第二连接管平行紧贴延伸。

在该实施方式中增加了一个第二连接管，作为与第一连接管20并联的水路，采用水流的分流并行路线设计，实现水流作为水冷水源的同时，还作为风冷的冷风辅助工具，实现了水冷与风冷同时吸热的同时，还能够保证风冷系统中风力的冷风效果，该风冷还能够进一步的降低水冷系统的温度，该实施方式的具体工作过程如下：

该优化箱正常工作状态下热气会上升汇聚到箱体1内的固定板2上方，在当箱体1内部温度过高时，，通过通水管13向水箱12中通入冷水，然后驱动电机3通过驱动转轴4带动扇叶5转动，对箱体1内部进行风冷散热，然后打开位于左侧的水泵15，水泵15通过第一进水管16将水箱12中的水通过入第二进水管17中，第二进水管17中的水再通过第二出水管19进入第一连接管20和固定板2上方的第二连接管中，在位于固定板2上方的第二连接管中的流水会对附近汇聚的热气进行水冷热交换，从而使得扇叶5吹出的风为凉风，保证风冷系统的散热效果。与该第二连接管平行贴近延伸的第一吸水板10起到了对冷凝水进行吸收的作用，防止冷凝水滴落电子元件内部，导致故障。在该过程中，由于针对汇聚热气进行热交换的第二连接管中的水流处于整个水冷循环系统中的前半段，因此其水流温度还能够保证对热气有较好的热交换效果。

与上述过程同步的是，从第一连接管20再流入位于右侧的第二出水管19中，打开位于右侧的水泵15，然后使得位于右侧的第二出水管19中通过第一出水管18流入第二进水管17中，第二进水管17中的水再通过位于右侧的水泵15进入水箱12中，完成一个水冷循环，在该水冷循环的过程中，风扇吹出的凉风还能够进一步的降低第一连接管20种的水流温度，此外通过设置的第一吸水板10和第二吸水板11，起到了对冷凝水进行吸收的作用，防止冷凝水进入电子元件内部，导致电子元件出现故障，通过风冷和水冷之间的相互作用，对优化箱进行散热，避免优化箱内部温度过高，导致电子元件出现损坏。在该实施方式中实现了水冷与风冷两者的相互辅助，大大加强其散热效果。

第三实施方式：一种光伏发电站专用电能优化箱复合散热方法，该优化箱包括承载电子器件的箱体，在箱体的顶部架设遮雨防晒挡尘板进行初级防护，并将风冷循环系统及水冷循环系统的风源和水源分别从箱体内壁的顶部和底部引入，风冷循环系统将外部风源从箱体侧壁的通孔中吸入并经过滤网过滤，在箱体顶部的电子器件产生的热气汇聚之处以朝向重力方向施加到待散热部位，水冷循环系统将箱体底部的水源通过“日”字形管道组网结构引入到箱体的内部进行热交换，并在与所述管道组网中的每个管道延伸方向均平行设置有吸水板，对热交换中产生的冷凝水珠进行吸附，防止滴落或者直接进入到电子器件中；

其中所述“日”字形组网管道中的三个水平方向的管道中的最高处的水平延伸的管道贴近风冷循环系统动力部件，对风源中掺杂的汇聚热气进行预降温，然后该风冷动力部件将降温后的气体吹向次高处的水平延伸的管道，在该过程中该冷风在对箱体内电子器件散热的同时，使得次高处管道中的水流在对电子器件周围热气热交换后受到冷风的二次降温。

其中“日”字形管道组网中的两个竖直方向设置的管道作为箱体底部水源的入水口和出水口，并分别设置在箱体内的两侧边缘处，最高处和次高处两个水平延伸的管道并联连接于所述两个竖直方向设置的管道，风冷循环系统的动力部件设置在箱体顶部的靠近“日”字形管道组网结构的前半段，使得对汇聚热气进行热交换的最高处的管道中水流的温度远低于所述整个组网管道中水流的平均温度。

进一步地，风冷循环系统的动力部件设置在箱体顶部的靠近“日”字形管道组网结构的前半段选择为靠近水源入口侧的竖直管道侧，从而保证对对汇聚热气进行热交换的最高处的管道的水流的温度远低于所述整个组网管道中水流的平均温度。

进一步地，风冷循环系统的动力部件为带有扇叶的电动风扇。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种光伏发电站专用电能优化箱复合散热方法，该优化箱包括承载电子器件的箱体，其特征在于：在箱体的顶部架设遮雨防晒挡尘板进行初级防护，并将风冷循环系统及水冷循环系统的风源和水源分别从箱体内壁的顶部和底部引入，风冷循环系统将外部风源从箱体侧壁的通孔中吸入并经过滤网过滤，在箱体顶部的电子器件产生的热气汇聚之处以朝向重力方向施加到待散热部位，水冷循环系统将箱体底部的水源通过“日”字形管道组网结构引入到箱体的内部进行热交换，并在与所述管道组网中的每个管道延伸方向均平行设置有吸水板，对热交换中产生的冷凝水珠进行吸附，防止滴落或直接进入到电子器件；

其中所述“日”字形组网管道中的三个水平方向的管道中的最高处的水平延伸的管道贴近风冷循环系统动力部件，对风源中掺杂的汇聚热气进行预降温，然后该风冷动力部件将降温后的气体吹向次高处的水平延伸的管道，在该过程中该冷风在对箱体内电子器件散热的同时，使得次高处管道中的水流在对电子器件周围热气热交换后受到冷风的二次降温；

其中“日”字形管道组网中的两个竖直方向设置的管道作为箱体底部水源的入水口和出水口，并分别设置在箱体内的两侧边缘处，最高处和次高处两个水平延伸的管道并联连接于所述两个竖直方向设置的管道，风冷循环系统的动力部件设置在箱体顶部的靠近“日”字形管道组网结构的前半段，使得对汇聚热气进行热交换的最高处的管道中水流的温度远低于整个组网管道中水流的平均温度，风冷循环系统的动力部件设置在箱体顶部的靠近“日”字形管道组网结构的前半段选择为靠近水源入口侧的竖直管道侧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：风冷循环系统的动力部件为带有扇叶的电动风扇。

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