CN212930508U - 一种热管式聚光光伏冷却集热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热管式聚光光伏冷却集热装置，属于光伏发电领域，包括水箱、热管冷却结构、转动杆、超越离合器、风杯、动力电机、一号皮带轮、二号皮带轮、三角带、转动头、搅动棒。本实用新型通过向水箱内接通循环冷却介质，进而对热管冷却结构进行降温，工作时，通过外界风力吹动带动风杯转动，进而风杯转动带动转动杆转动，进而转动杆转动带动转动头上的搅拌棒转动，搅拌棒转动对水箱内的冷却介质进行扰动，进而使得冷却介质能够更好的与热管冷却结构接触，进而起到加强换热作用，当风力小时，动力电机工作通过皮带传动带动超越离合器转动，进而带动转动杆、搅拌棒对冷却介质进行扰动，实现扰动的全时性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电领域，特别是一种热管式聚光光伏冷却集热装置。
背景技术
通过聚光器能使焦点处的光强成倍增加，但同时也必然带来大量的热量。而光-电转换效率与光伏电池温度有着密切的关系，温度越高，光-电转换效率越低，长时间的高温还将导致电池不可逆转地损坏。因此对光伏电池采取换热冷却是提高光伏电池光电转换效率的关键措施。
常见的光伏电池冷却的方法有风冷，水冷两种形式。风冷以自然对流或强制对流的方式将冷空气通过电池背面带走热量,以达到散热的目的。如果采用风冷方式效果有限,且这部分热量会损失到环境中得不到利用。如果采用水冷则需要考虑的是电池和冷却工质间良好的热传导性和电绝缘性,同时还要考虑工质的渗漏问题及光伏冷却的均匀性问题。
现有技术中，专利授权公告号CN105450173B的专利公布了一种技术方案，安装于光伏电池片上，包括与光伏电池片贴合连接的散热铜板、蒸发段与散热铜板连接的热管元件以及与热管元件冷凝段连接的水箱，热管元件的冷凝段连接有换热翅片，装有换热翅片的冷凝段安装于水箱内，热管元件内的工质在蒸发段接受光伏电池片的热蒸发并在冷凝段凝结成液体，将光伏电池片的热量转移到水箱中。
上述技术方案在一定程度上解决了上述背景技术中提出的问题，但是其水箱内的水的水流流向恒定，在水箱内部会产生流动死角，进而使得换热翅片的换热效率降低，无法充分将换热翅片的热量传导入水箱中用于冷却的介质中。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决背景技术中提出的问题，设计了一种热管式聚光光伏冷却集热装置。
实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种热管式聚光光伏冷却集热装置，包括水箱、热管冷却结构、转动杆、超越离合器、风杯、动力电机、一号皮带轮、二号皮带轮、三角带、转动头、搅动棒，所述热管冷却结构安装于水箱上，所述转动杆可转动插装于水箱上壁上，所述超越离合器套装于转动杆上，所述风杯固定安装于转动杆上端，所述动力电机固定安装于水箱上表面上，所述一号皮带轮固定安装于动力电机输出端上，所述二号皮带轮固定套装于超越离合器外圈上，所述三角带咬合套装于一号皮带轮和二号皮带轮上，所述转动头固定安装于转动杆下端且位于水箱内下部，多个所述搅动棒环状分布固定垂直安装于转动头侧表面上。
进一步的，所述热管冷却结构包括热管元件、散热翅片、光伏发电板，两排所述热管元件对称竖向插装于水箱下壁两侧，多层所述散热翅片上下均布分布固定套装于热管元件上端的放热端上，所述光伏发电板固定安装于热管元件下端。
进一步的，所述热管元件为下端向内弯曲的管状结构，所述热管元件下端弯曲部位与光伏发电板背面通过导热材料焊接连接。
进一步的，所述水箱上表面上设有转速传感器，所述转速传感器固定安装于水箱上表面上且位于转动杆一侧。
进一步的，所述水箱上设有进水口，所述进水口插装安装于水箱侧视方向的左侧下部外壁上，所述水箱上设有出水口，所述出水口插装安装于水箱侧视方向的右上方外壁上。
有益效果：
本实用新型通过外界风力吹动带动风杯转动，进而风杯转动带动转动杆转动，进而转动杆转动带动转动头上的搅拌棒转动，搅拌棒转动对水箱内的冷却介质进行扰动，进而使得冷却介质能够更好的与热管冷却结构接触，进而起到加强换热作用，使得热管冷却结构的热管元件上的散热翅片充分降温，进而加强散热效果，同时风力驱动节约了能源的消耗；
当风力小时，转速传感器感应转动杆转速，通过上位机判断转速低于阈值，进而动力电机工作通过皮带传动带动超越离合器转动，进而带动转动杆、搅拌棒对冷却介质进行扰动，实现扰动的全时性。
附图说明
图1是本实用新型所述热管式聚光光伏冷却集热装置的剖视结构示意图；
图2是本实用新型所述热管式聚光光伏冷却集热装置的侧视结构示意图；
图3是本实用新型所述风杯的俯视结构示意图。
图中，1、水箱；2、转动杆；3、超越离合器；4、风杯；5、动力电机；6、一号皮带轮；7、二号皮带轮；8、三角带；9、转动头；10、搅动棒；11、热管元件；12、散热翅片；13、光伏发电板；14、转速传感器；15、进水口；16、出水口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种热管式聚光光伏冷却集热装置，包括水箱1、热管冷却结构、转动杆2、超越离合器3、风杯4、动力电机5、一号皮带轮6、二号皮带轮7、三角带8、转动头9、搅动棒10，热管冷却结构安装于水箱1上，转动杆2可转动插装于水箱1上壁上，超越离合器3套装于转动杆2上，风杯4固定安装于转动杆2上端，动力电机5固定安装于水箱1上表面上，一号皮带轮6固定安装于动力电机5输出端上，二号皮带轮7固定套装于超越离合器3外圈上，三角带8咬合套装于一号皮带轮6和二号皮带轮7上，转动头9固定安装于转动杆2下端且位于水箱1内下部，多个搅动棒10环状分布固定垂直安装于转动头9侧表面上，其中，超越离合器3为棘轮型的超越离合器，动力电机5可选用防水型交流异步电机。
本实用新型中，热管冷却结构包括热管元件11、散热翅片12、光伏发电板13，两排热管元件11对称竖向插装于水箱1下壁两侧，多层散热翅片12上下均布分布固定套装于热管元件11上端的放热端上，光伏发电板13固定安装于热管元件11下端，冷却结构通过热管元件11内的相变介质的物理变化将热管元件11下部的热量携带至其上部，进而通过散热翅片12将热量进行散发，由于热管元件11的下部与光伏发电板13通过导热材料如耐高温导热树脂连接，进而将光伏发电板13的热量传导至热管元件11内。
本实用新型中，热管元件11为下端向内弯曲的管状结构，热管元件11下端弯曲部位与光伏发电板13背面通过导热材料焊接连接，进而弯曲结构增加了热管元件11下部与光伏发电板13的间接接触面积，加强导热性。
本实用新型中，水箱1上表面上设有转速传感器14，转速传感器14固定安装于水箱1上表面上且位于转动杆2一侧，进而通过转速传感器14感应转动杆2的转动速度。
本实用新型中，水箱1上设有进水口15，进水口15插装安装于水箱1侧视方向的左侧下部外壁上，水箱1上设有出水口16，出水口16插装安装于水箱1侧视方向的右上方外壁上，通过水箱1上的进水口15和出水口16，进而在进水口15和出水口16间接通冷却介质进而实现对水箱1内的液冷降温。
通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。
在本实施方案中：
工作时，首先对水箱1上的进水口15和出水口16连通液冷循环管路，进而冷却介质在水箱1内流动，当外界环境中有风时，通过风力带动风杯4转动（风杯4为三个碗状的结构环状分布且朝向一个时针方向的结构），然后风杯4转动带动转动杆2转动，转动杆2转动带动转动头9转动，转动头9转动带动搅拌棒10转动，进而搅拌棒10转动对水箱1内的冷却介质进行扰动，进而使得冷却介质能够充分与热管元件11上的散热翅片12接触。增强换热；
在转动杆2转动时，转动杆2转动在超越离合器3的作用下不会带动二号皮带轮7转动；
当外界风力小时，转速传感器14感应转动杆2转速，通过上位机控制器判断转动杆2的转速低于阈值，此阈值可根据实际的工作试验中得出的散热效果的数据去选择大小，低于阈值时，动力电机5工作带动一号皮带轮6转动，一号皮带轮6转动通过三角带8带动二号皮带轮7转动，二号皮带轮7转动带动超越离合器3转动，进而超越离合器3转动带动转动杆2转动，进而通过转动杆2转动带动转动头9、搅拌棒10转动对水箱1内的冷却介质进行搅拌，其中，在动力电机5间接带动下的转动杆2的转速略高于上述阈值，进而当外界风力大时，设置一个高于动力电机5间接带动下的转动杆2转速的阈值，当转动杆2转速高于此阈值时，动力电机5停止工作，进入风力驱动状态。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种热管式聚光光伏冷却集热装置，包括水箱（1）、热管冷却结构、转动杆（2）、超越离合器（3）、风杯（4）、动力电机（5）、一号皮带轮（6）、二号皮带轮（7）、三角带（8）、转动头（9）、搅动棒（10），所述热管冷却结构安装于水箱（1）上，其特征在于，所述转动杆（2）可转动插装于水箱（1）上壁上，所述超越离合器（3）套装于转动杆（2）上，所述风杯（4）固定安装于转动杆（2）上端，所述动力电机（5）固定安装于水箱（1）上表面上，所述一号皮带轮（6）固定安装于动力电机（5）输出端上，所述二号皮带轮（7）固定套装于超越离合器（3）外圈上，所述三角带（8）咬合套装于一号皮带轮（6）和二号皮带轮（7）上，所述转动头（9）固定安装于转动杆（2）下端且位于水箱（1）内下部，多个所述搅动棒（10）环状分布固定垂直安装于转动头（9）侧表面上。
2.根据权利要求1所述的热管式聚光光伏冷却集热装置，其特征在于，所述热管冷却结构包括热管元件（11）、散热翅片（12）、光伏发电板（13），两排所述热管元件（11）对称竖向插装于水箱（1）下壁两侧，多层所述散热翅片（12）上下均布分布固定套装于热管元件（11）上端的放热端上，所述光伏发电板（13）固定安装于热管元件（11）下端。
3.根据权利要求2所述的热管式聚光光伏冷却集热装置，其特征在于，所述热管元件（11）为下端向内弯曲的管状结构，所述热管元件（11）下端弯曲部位与光伏发电板（13）背面通过导热材料焊接连接。
4.根据权利要求1所述的热管式聚光光伏冷却集热装置，其特征在于，所述水箱（1）上表面上设有转速传感器（14），所述转速传感器（14）固定安装于水箱（1）上表面上且位于转动杆（2）一侧。
5.根据权利要求1所述的热管式聚光光伏冷却集热装置，其特征在于，所述水箱（1）上设有进水口（15），所述进水口（15）插装安装于水箱（1）侧视方向的左侧下部外壁上，所述水箱（1）上设有出水口（16），所述出水口（16）插装安装于水箱（1）侧视方向的右上方外壁上。
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