CN208691200U - 一种光伏板水冷降温装置 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及光伏电池板技术领域，具体地是一种光伏板水冷降温装置。包括光伏支架、及设置在光伏支架上的光伏板；还包括吸热盘管、下循环总管、上循环总管，吸热盘管敷设在光伏板背部，吸热盘管的下端与下循环总管连接，上端与上循环总管相连；还包括保温水箱，上端连接上循环总管，下端设置热水出水管、有排污阀；还包括副水箱，上端通过溢流管与保温水箱上端连接，下端通过连通管与保温水箱下端连接，并与外部冷水进水管相连，顶端设置透气管，底端还设置有试水阀。本实用新型利用物理热传递理论，将光伏板工作时产生的热量经水交换，达到给光伏板降温的目的，使光伏板的发电效率提高；并降低产生热斑损坏的可能。

Description

一种光伏板水冷降温装置

技术领域

本实用新型涉及光伏电池板技术领域，具体地说是一种光伏板水冷降温装置。

背景技术

光伏电池板的发电效率受温度因素影响很大，当温度升高时，光伏电池板的输出功率将下降，一般温度每升高1℃，输出功率将下降0.4%左右。相应的太阳电池板效率也将同比下降。夏季情况下,一般光伏电池板的输出功率将比标准状况低15%~30%。

为了充分利用光伏电池板材料与工艺的己有研究成果,从改善光伏电池板的工作环境入手,通过物理方法对光伏电池板进行降温,抑制光伏电池板的温升,使光伏电池板实际工作时保持较高的效率,是提高光伏电池板效率的另一条有效途径。

一般而言，光伏电池板的温度一般稳定在环境温度以上10~30℃,较高时可在65℃左右。但是在通风不良的情况下,光伏电池板的温度甚至可能达到80℃。光伏电池板温度的上升除了会带来输出功率和发电效率的下降外,电池组件的失配也将造成整个系统的电压和电流的降低，甚至会由于产生的热斑而造成光伏电池板的损坏，甚至进而会导致整个电站失火。

因此，降低光伏电池板的工作温度，充分发挥其宝贵的已有效能，对于提升光伏电池板实际应用中的发电效率、减轻光伏电池板失效老化和损坏、延长光伏电池板的寿命具有重要意义。

现有技术中，给光伏电池板降温的措施有：采用循环水冷和地源风冷降温的方式，但是系统需要动力驱动泵组进行循环，而且结构复杂、技术要求高，前期及后期维护投入比较大；用铝合金代替目前使用的TPT背板材料作为光伏组件的背板，但是要改变光伏电池组件本身的结构设计，需要建立一整套这种新型光伏组件的制造封装材料、工艺和设备体系和生产线，造价昂贵；直接接自来水管道将水喷淋到电池板背板上，不需要额外动力开销，但是需要不断消耗大量的水资源，得不偿失；在光伏电池板背板设置冷却介质容器，内盛冷却介质，通过冷却介质白天吸热夜间放热来给光伏电池板降温，但是这种措施结构复杂，体积庞大，维护不便，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种光伏板水冷降温装置，其利用物理热传递理论，将光伏板工作时产生的热量经水介质交换，使得光伏电池板的温度得到有效的控制，从而提高光伏电池板的发电效率；并能够降低由于产生的热斑而造成光伏电池板的损坏，甚至进而会导致整个电站失火的可能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种光伏板水冷降温装置，包括光伏支架、及设置在光伏支架上的光伏板，所述光伏支架包括底座，设置在底座上的立杆，一端与底座相连、另一端与立杆相连的斜杆架，所述光伏板设置在斜杆架上；该光伏板水冷降温装置还包括吸热盘管、下循环总管、上循环总管；所述吸热盘管敷设在所述光伏板的背部；所述下循环总管一端与所述吸热盘管的下端相连接，用以提供循环吸热用水；所述上循环总管一端与所述吸热盘管的上端相连接，用以排出经过循环吸热的水。

进一步的，所述光伏板的背部设置有光伏板横梁，所述吸热盘管固定在吸热盘支杆上，所述吸热盘支杆与所述光伏板横梁相连接。

进一步的，所述光伏板水冷降温装置还包括保温水箱；所述上循环总管一端接入所述保温水箱的上端，用以将经过循环吸热的水储存入所述保温水箱；所述保温水箱下端设有热水出水管，用以排出该保温水箱内的水；所述保温水箱底端还设置有排污阀。

进一步的，所述光伏板水冷降温装置还包括副水箱，所述副水箱上端通过溢流管与所述保温水箱上端连接；所述副水箱下端通过连通管与所述保温水箱下端连接；所述副水箱与外部冷水进水管相连。

进一步的，所述副水箱的高度高于所述保温水箱高度。

进一步的，所述副水箱顶端还设置有透气管。

进一步的，所述副水箱底端还设置有试水阀。

进一步的，所述下循环总管与所述排污阀的管道相连，且所述下循环总管接入所述排污阀与所述保温水箱之间的管道上。

作为一种替换方案，所述下循环总管与外部冷水进水管相连。

作为一种替换方案，所述下循环总管与所述保温水箱下端相连接。

相对于现有技术的有益效果在于：该光伏电池板水冷降温装置利用物理热传递理论，以及冷、热水分层的物理性状，实现将光伏电池板工作时产生的热量经水介质交换，使得光伏电池板的温度得到有效的控制，从而提高光伏电池板的发电效率。并能够降低由于产生的热斑而造成光伏电池板的损坏，甚至进而会导致整个电站失火的可能。通过设置保温水箱，将换热存储的高温热水存储起来使用，提高热能的利用。该装置所需的材料全部为家用常规容器和管道，前期采购成本低，后期维护简单方便，非常适合户用分布式光伏电站使用。保温水箱内的热水可做日常生活水使用，在自来水不能全天供应的地区，保温水箱还能兼做蓄水水箱使用，安装在屋顶上使用时，能达到日常使用时所需要的水压。降温装置在常规运转时，不需要额外的动力驱动，不需要复杂的设备，只需要手动开关阀门即可。该光伏电池板降温装置可将电池板工作时的65℃降到40℃左右，电池板的发电功率可提高10%左右，发电效率提高2%左右。以10kWp的电站为例，每年多发电600度左右。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的吸热盘管布置的结构示意图；

图3为本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图6为本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图中：

1底座

2立杆

3斜杆架

4太阳能板

5吸热盘管

6上循环总管

7保温水箱

8溢流管

9副水箱

10透气管

11连通管

12冷水进水管

13试水阀

14热水出水管

15排污阀

16下循环总管

17光伏板横梁

18吸热盘支杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实施例公开的一种光伏板水冷降温装置，如图1、2所示，包括光伏支架、及设置在光伏支架上的光伏板4，光伏支架包括底座1，设置在底座1上的立杆2，一端与底座1相连、另一端与立杆2相连的斜杆架3，光伏板4设置在斜杆架3上；该光伏板4水冷降温装置还包括吸热盘管5、下循环总管16、上循环总管6；吸热盘管5敷设在光伏板4的背部；下循环总管16一端与吸热盘管5的下端相连接，下循环总管16的另一端供入用以提供循环吸热用水；上循环总管6一端与吸热盘管5的上端相连接，用以排出经过循环吸热的水。光伏板4的背部设置有光伏板横梁17，吸热盘管5固定在吸热盘支杆18上，吸热盘支杆18与光伏板横梁17相连接。

如图3所示，光伏板水冷降温装置还可以包括保温水箱7，上循环总管6一端接入保温水箱7的上端，用以将经过循环吸热的水储存入保温水箱7；保温水箱7下端设有热水出水管14，用以排出该保温水箱7内的水，下循环总管16的另一端供入用以提供循环吸热用水。保温水箱7底端还设置有排污阀15。

如图4所示，光伏板水冷降温装置还包括副水箱9，副水箱9上端通过溢流管8与保温水箱7上端连接；副水箱9下端通过连通管11与保温水箱7下端连接；副水箱9与外部冷水进水管12相连，副水箱9顶端还设置有透气管10。副水箱9高度设置以略高于保温水箱7为宜。

如图5所示，保温水箱底端还设置有排污阀15，下循环总管16与保温水箱7下端相连接，副水箱9底端还设置有试水阀13。

如图6所示，下循环总管16与排污阀15的管道相连，且下循环总管16接入排污阀15与保温水箱7之间的管道上。

以图6为例，使用时，将冷水进水管12接入市政自来水，冷水进入副水箱9后，通过连通管11将冷水引入保温水箱7。将冷水进水阀关闭，在副水箱9上安装的试水阀13开启后，有水流出，说明保温水箱7蓄水完成。保温水箱7下层的冷水经下循环总管16，经管路进入安装在光伏板4的背板下安装的不锈钢吸热盘管5。冷水流经吸热盘管5时，将光伏电池板的热量传递到吸热盘管5的水中，吸热后的水流回保温水箱7，并停留在保温水箱7的上层。下循环总管16上设置排污阀15，在副水箱9和保温水箱7清洁时，可将污水排出。热水出水的采水点位于保温水箱7的中部位置，热水出水管14开启时或用水后应及时补充副水箱9的水，保持副水箱9内一直储存半箱水，以维持吸热盘管5内水的流动。冷水加热后体积会增大，需用溢流管8将保温水箱7顶部与副水箱9连通，使多余的水溢流到副水箱9内，以保证保温箱内不产生高压或负压。副水箱9设置透气管10保证系统内的压力与大气压力一致。保温水箱7采用家用储水塑料桶，桶壁外采用发泡棉保温，也可直接采用带保温层的不锈钢储水水箱。保温水箱7架设时，下循环总管16出口需高于吸热盘管5的最低点。保温水箱7需安装在光伏电池板的后面，可以利用光伏电池板提供一部分遮阳作用，还能不影响光伏电站的日常发电。吸热盘管5采用不锈钢管弯制后，用耐候导热硅胶粘在光伏板4的背板上，整体采用支杆将不锈钢盘管与支杆固定，再将支杆安装在电池板的横梁上。

该光伏电池板水冷降温装置利用物理热传递理论，以及冷、热水分层的物理性状，实现将光伏电池板工作时产生的热量经水介质交换，使得光伏电池板的温度得到有效的控制，从而提高光伏电池板的发电效率。并能够降低由于产生的热斑而造成光伏电池板的损坏，甚至进而会导致整个电站失火的可能。通过设置保温水箱，将换热存储的高温热水存储起来使用，提高热能的利用。该装置所需的材料全部为家用常规容器和管道，前期采购成本低，后期维护简单方便，非常适合户用分布式光伏电站使用。保温水箱内的热水可做日常生活水使用，在自来水不能全天供应的地区，保温水箱还能兼做蓄水水箱使用，安装在屋顶上使用时，能达到日常使用时所需要的水压。降温装置在常规运转时，不需要额外的动力驱动，不需要复杂的设备，只需要手动开关阀门即可。该光伏电池板降温装置可将电池板工作时的65℃降到40℃左右，电池板的发电功率可提高10%左右，发电效率提高2%左右。以10kWp的电站为例，每年多发电600度左右。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，

包括光伏支架、及设置在光伏支架上的光伏板，所述光伏支架包括底座，设置在底座上的立杆，一端与底座相连、另一端与立杆相连的斜杆架，所述光伏板设置在斜杆架上；

该光伏板水冷降温装置还包括吸热盘管、下循环总管、上循环总管；所述吸热盘管敷设在所述光伏板的背部；所述下循环总管一端与所述吸热盘管的下端相连接，用以提供循环吸热用水；所述上循环总管一端与所述吸热盘管的上端相连接，用以排出经过循环吸热的水。

2.根据权利要求1所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述光伏板的背部设置有光伏板横梁，所述吸热盘管固定在吸热盘支杆上，所述吸热盘支杆与所述光伏板横梁相连接。

3.根据权利要求1所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述光伏板水冷降温装置还包括保温水箱；所述上循环总管一端接入所述保温水箱的上端，用以将经过循环吸热的水储存入所述保温水箱；所述保温水箱下端设有热水出水管，用以排出该保温水箱内的水；所述保温水箱底端还设置有排污阀。

4.根据权利要求3所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述光伏板水冷降温装置还包括副水箱，所述副水箱上端通过溢流管与所述保温水箱上端连接；所述副水箱下端通过连通管与所述保温水箱下端连接；所述副水箱与外部冷水进水管相连。

5.根据权利要求4所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述副水箱的箱底高度高于所述保温水箱的箱顶高度。

6.根据权利要求4所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述副水箱顶端还设置有透气管。

7.根据权利要求4所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述副水箱底端还设置有试水阀。

8.根据权利要求3-7中任一所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述下循环总管与所述排污阀的管道相连，且所述下循环总管接入所述排污阀与所述保温水箱之间的管道上。

9.根据权利要求3-7中任一所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述下循环总管与外部冷水进水管相连。

10.根据权利要求3-7中任一所述的一种光伏板水冷降温装置，其特征在于，所述下循环总管与所述保温水箱底端相连。