CN110557090A - 太阳能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能装置，包括太阳能阵列及安装平台，所述太阳能阵列具有多个电连接的太阳能电池板，所述安装平台与所述太阳能阵列的背光一侧之间形成空气散热通道，所述空气散热通道具有进风口及出风口，所述空气散热通道内还设有气流驱动部件，以保证空气能够由所述进风口流入所述空气散热通道并由所述出风口流出。本发明的一种太阳能装置，能够将太阳能阵列产生的热量及时散除，有效控制电池板的温度，能够有利于提升太阳能装置的电转化效率，延长电池板的使用寿命。

Description

太阳能装置
技术领域
本发明属于太阳能综合利用技术领域，具体涉及一种太阳能装置。
背景技术
太阳能光伏发电技术是利用半导体器件的光生伏打效应，将太阳光转化为电能的一种技术。最小的光伏发电单元叫做太阳能电池板，经过串并联和结构封装与电气连接后组成太阳能装置。太阳能电池板的发电效率与其工作温度呈现负相关特性，即温度越高效率越低。太阳能电池板在受到阳光照射和发电时会发热，致使自身工作温度升高，太阳能电池板的光电转化效率(发电效率)降低。尤其当太阳能装置安装在彩钢结构屋顶或其他较为封闭空间时，背部空气流通不畅，使得太阳能阵列的温度更高，如若无法快速将太阳能阵列的热量及时散除，将会影响太阳能电池电转化的效率，也会缩短太阳能电池的寿命。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种太阳能装置，能够将太阳能阵列产生的热量及时散除，有效控制太阳能电池板的温度，能够有利于提升太阳能装置的电转化效率，延长太阳能电池板的使用寿命。
为了解决上述问题，本发明提供一种太阳能装置，包括太阳能阵列及安装平台，所述太阳能阵列具有多个电连接的太阳能电池板，所述安装平台与所述太阳能阵列的背光一侧之间形成空气散热通道，所述空气散热通道具有进风口及出风口，所述空气散热通道内还设有气流驱动部件，以保证空气能够由所述进风口流入所述空气散热通道并由所述出风口流出。
优选地，所述安装平台包括与所述太阳能阵列平行相对设置的底板及处于所述底板两侧的立壁，所述底板与所述立壁形成一侧开口的安装腔，所述太阳能阵列遮盖安装于所述开口处。
优选地，所述底板上构造有保温层。
优选地，所述安装平台还包括多个平行设置的支撑架，多个所述支撑架间隔设置于所述安装腔内，且将所述空气散热通道分隔成多个子流道。
优选地，所述支撑架的截面呈三角结构或者梯形结构，包括连续折弯的第一段、第二段、第三段、第四段、第五段，其中所述第三段与所述太阳能阵列配合连接，所述第一段及第五段与所述底板配合连接，所述第二段与所述第四段镜像设置。
优选地，所述第三段与所述太阳能阵列之间通过密封胶粘结。
优选地，所述进风口处设有防尘防虫网；和/或，多个所述子流道各自具有的出风口汇总至热空气汇集管道，所述气流驱动部件处于所述子流道和/或所述热空气汇集管道中。
优选地，所述安装平台包括支撑腿，所述支撑腿固定连接于所述底板远离所述太阳能阵列的一侧；或者，所述安装平台包括梁檩结构，所述梁檩结构固定连接于所述底板远离所述太阳能阵列的一侧。
优选地，所述太阳能阵列还具有至少一片钢化玻璃。
优选地，所述空气散热通道具有多个，多个所述空气散热通道各自具有的出风口汇总至热空气汇集管道，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道中或所述空气源热泵单元的出风口处。
本发明提供的一种太阳能装置，由于在所述太阳能阵列的背光一侧设置所述空气散热通道，通过所述气流驱动部件例如驱动风扇、风机等迫使外部空气进入所述空气散热通道并形成由所述进风口朝向出风口方向的流动，从而能够将所述太阳能阵列产生的温升热量带走散除，能够防止电池板温度升高过大，从而有效控制电池板的温度，能够有利于提升太阳能装置的电转化效率，延长电池板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的太阳能装置的结构示意图；
图2为图1中垂直热空气流动方向的截面图示意；
图3为图1中沿着热空气流动方向的截面图示意(一种方式)；
图4为图1中沿着热空气流动方向的截面图示意(另一种方式)；
图5为图1中的热空气的流动示意；
图6为图1中支撑架处的局部示意图；
图7为本发明另一实施例的太阳能装置的结构示意图。
附图标记表示为：
1、太阳能阵列；11、太阳能电池板；12、钢化玻璃；2、空气散热通道；21、进风口；22、出风口；23、热空气汇集管道；24、子流道；31、底板；32、立壁；33、支撑架；331、第一段；332、第二段；333、第三段；334、第四段；335、第五段；336、密封胶；34、支撑腿；35、梁檩结构；351、梁；352、檩条；6、电力变换装置。
具体实施方式
结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种太阳能装置，包括太阳能阵列1及安装平台，所述太阳能阵列1具有多个电连接的太阳能电池板11，所述安装平台与所述太阳能阵列1的背光一侧之间形成空气散热通道2，所述空气散热通道2具有进风口21及出风口22，所述空气散热通道2内还设有气流驱动部件(图中未示出)，以保证空气能够由所述进风口21流入所述空气散热通道2并由所述出风口22流出。该技术方案中，由于在所述太阳能阵列1的背光一侧设置所述空气散热通道2，通过所述气流驱动部件例如驱动风扇、风机等迫使外部空气进入所述空气散热通道2并形成由所述进风口21朝向出风口22方向的流动，从而能够将所述太阳能阵列1产生的温升热量带走散除，能够防止太阳能电池板温度升高过大，从而有效控制太阳能电池板的温度，能够有利于提升太阳能装置的电转化效率，延长太阳能电池板的使用寿命。
作为所述安装平台的一种具体实施方式，优选地，所述安装平台包括与所述太阳能阵列1平行相对设置的底板31及处于所述底板31两侧的立壁32，所述底板31与所述立壁32形成一侧开口的安装腔，所述太阳能阵列1遮盖安装于所述开口处，而可以理解的是，此时的所述立壁32、底板31与上方的所述太阳能阵列1共同形成所述空气散热通道2，使所述太阳能装置的结构更加简单、紧凑，进一步的，所述底板31上构造有保温层，这有利于所述空气散热通道2中的热空气热量的后续回收利用，同时，其也能够有效隔离所述底板31下方空间的热量损失(如底板31作为屋顶使用时，能起到房屋保温作用)。所述边立壁32的外侧可附加包边结构，包边结构对所述立壁32形成保护的同时还能够提高所述太阳能装置的外观美感。
进一步的，所述安装平台还包括多个平行设置的支撑架33，多个所述支撑架33间隔设置于所述安装腔内，且将所述空气散热通道2分隔成多个子流道24，这种方式尤其适用于所述太阳能阵列1的面积偏大的情况下，此时的所述太阳能阵列1可以包括多个相互串并联电连接且拼接的太阳能电池板11，进一步的，所述支撑架33处于彼此相邻的两个太阳能电池板11之间的位置，对其实现支撑与连接。
所述支撑架33的截面呈三角结构或者梯形结构，包括连续折弯的第一段331、第二段332、第三段333、第四段334、第五段335，其中所述第三段333与所述太阳能阵列1配合连接，所述第一段331及第五段335与所述底板31配合连接，所述第二段332与所述第四段334镜像设置，该种结构的支撑架33在支撑功能上更加稳定，同时，所述支撑架33优选为导热材料例如铝、合金等具有一定刚度的金属，此时，采用前述结构的支撑架33还能够增大散热面积，能够将所述太阳能阵列1产生的热量经由所述支撑架33传导后与所述空气散热通道2的空气接触更加充分，从而使散热更加充分。
优选地，所述第三段333与所述太阳能阵列1之间通过密封胶336粘结，进一步可以理解的是，所述密封胶336以灌注的方式填充于相邻的太阳能电池板11之间以及太阳能电池板11与所述第三段333之间；可选的是，所述第一段331及第五段335与所述底板31之间通过螺栓或铆钉相连，所述密封胶336优选采用耐候结构密封胶，在实现粘结的同时还能够起到密封、防水作用。
所述进风口21(可以理解的，所述多个子流道24分别可以对应设置一个所述进风口21)处设有防尘防虫网，防止外部的灰尘、飞虫等异物进入所述空气散热通道2中；和/或，多个所述子流道24各自具有的出风口22汇总至热空气汇集管道23，所述气流驱动部件处于所述子流道24和/或所述热空气汇集管道23中，所述热空气汇集管道23的主要作用是将所述各个子流道24中的热空气进行汇总收集，这利于对热空气热量的再次利用，例如，可以将其引入室内侧的热水箱进行热利用，或者与其他需要高温度环境相连通实现热回收利用。所述出风口22例如可以设置在所述立壁32上(如图3所示)，也可以设置在所述底板31上(如图4所示)，本发明不做特别限定。
可选的是，所述空气散热通道2具有多个，多个所述空气散热通道2彼此相对独立的存在而不局限于上述的通过所述支撑架33分隔形成，多个所述空气散热通道2各自具有的出风口22汇总至热空气汇集管道23，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道23中或所述空气源热泵单元的出风口处。
进一步的，所述安装平台包括支撑腿34，所述支撑腿34固定连接于所述底板31远离所述太阳能阵列1的一侧，用于对上部的太阳能阵列1形成特定倾斜角度的支撑。在不同的场合中，支撑腿34的表现形式可以不同，如在平屋顶结构上安装时，表现为支撑腿34配合横梁斜梁结构；在代替屋顶使用时，可用梁檩结构35替换支撑腿34，例如图7所示，所述梁檩结构35包括处于所述底板31远离所述太阳能阵列1的一侧的多条平行间隔设置的檩条352，所述多条檩条352则置于多条梁351之上。
可以理解的是，所述太阳能装置还包括相应的电力变换装置6，用于对所述太阳能电池板11所发出的直流电进行变流等调整，作为公知的技术本发明不做赘述。
图1中影的区域所示为钢化玻璃12，阳光可以透过所述钢化玻璃12照射到空气散热通道2(具体的可以为子流道24中)底板和侧壁上(含支撑架33或立壁32)，底板和侧壁吸收阳光后发热，加热空气散热通道2内的空气，钢化玻璃12对热空气有一定的保温作用。钢化玻璃12非必须部件，仅用于一些特定工况，例如所述太阳能装置的太阳能阵列1部分区域处于有阴影遮挡情况的区域，可以将多个太阳能电池板11中的一个或多个太阳能电池板11用钢化玻璃12取代，而避免在此处阴影对同一组串的其他太阳能电池板11发电造成影响，若有阴影遮挡情况的区域采用太阳能电池板11还会造成资源浪费和成本上升，同时钢化玻璃12可以在保证所述太阳能阵列平台的完整性外还能够产热，利于对其下方的所述空气散热通道2中空气的加热利用；在另一特定条件下，如一个空气散热通道2或者子流道24中大于5个太阳能电池板11时，通道内空气温度会很高，致使靠近热空气汇集管道23的太阳能电池板11的温度很难降低甚至会升高，将严重影响太阳能电池板11的发电效率和使用寿命，这时可以替换成钢化玻璃12，继续加热空气，但不再发电；在另一特定条件下，如在边沿、顶部区域尺寸无法满足太阳能电池板11安装需要时，用钢化玻璃12替代太阳能电池板11，充分利用空间加热空气，并保证了结构完整。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能装置，包括太阳能阵列(1)及安装平台，所述太阳能阵列(1)具有多个电连接的太阳能电池板(11)，其特征在于，所述安装平台与所述太阳能阵列(1)的背光一侧之间形成空气散热通道(2)，所述空气散热通道(2)具有进风口(21)及出风口(22)，所述空气散热通道(2)内还设有气流驱动部件，以保证空气能够由所述进风口(21)流入所述空气散热通道(2)并由所述出风口(22)流出。
2.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述安装平台包括与所述太阳能阵列(1)平行相对设置的底板(31)及处于所述底板(31)两侧的立壁(32)，所述底板(31)与所述立壁(32)形成一侧开口的安装腔，所述太阳能阵列(1)遮盖安装于所述开口处。
3.根据权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于，所述底板(31)上构造有保温层。
4.根据权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于，所述安装平台还包括多个平行设置的支撑架(33)，多个所述支撑架(33)间隔设置于所述安装腔内，且将所述空气散热通道(2)分隔成多个子流道(24)。
5.根据权利要求4所述的太阳能装置，其特征在于，所述支撑架(33)的截面呈三角结构或者梯形结构，包括连续折弯的第一段(331)、第二段(332)、第三段(333)、第四段(334)、第五段(335)，其中所述第三段(333)与所述太阳能阵列(1)配合连接，所述第一段(331)及第五段(335)与所述底板(31)配合连接，所述第二段(332)与所述第四段(334)镜像设置。
6.根据权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，所述第三段(333)与所述太阳能阵列(1)之间通过密封胶(336)粘结。
7.根据权利要求4所述的太阳能装置，其特征在于，所述进风口(21)处设有防尘防虫网；和/或，多个所述子流道(24)各自具有的出风口(22)汇总至热空气汇集管道(23)，所述气流驱动部件处于所述子流道(24)和/或所述热空气汇集管道(23)中。
8.根据权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于，所述安装平台包括支撑腿(34)，所述支撑腿(34)固定连接于所述底板(31)远离所述太阳能阵列(1)的一侧；或者，所述安装平台包括梁檩结构(35)，所述梁檩结构(35)固定连接于所述底板远离所述太阳能阵列的一侧。
9.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述太阳能阵列(1)还具有至少一片钢化玻璃(12)。
10.根据权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述空气散热通道(2)具有多个，多个所述空气散热通道(2)各自具有的出风口(22)汇总至热空气汇集管道(23)，所述气流驱动部件处于所述热空气汇集管道(23)中或所述空气源热泵单元的出风口处。
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