CN220732725U - 一种多功能屋顶光伏组件降温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能屋顶光伏组件降温系统，涉及光伏设备技术领域，包括水冷组件、风冷组件、测温装置以及冷却空隙，冷却空隙设置于光伏组件和屋顶之间，水冷组件的出水端以及风冷组件的出风端设置于冷却空隙内；其中，冷却空隙还设置有用于检测光伏组件表面温度的测温装置，测温装置和水冷组件以及风冷组件电连接，且该降温系统设置有三个工作模态，在第一工作模态时，水冷组件和风冷组件均处于待机状态，在第二工作模态时，水冷组件启动，风冷组件组件处于待机状态，在第三工作模态时，水冷组件和风冷组件均处于启动状态；通过测温装置结合水冷组件和风冷组件的组合，有效对光伏组件进行降温，提高组件的发电效率。

Description

一种多功能屋顶光伏组件降温系统

技术领域

本实用新型涉及光伏设备技术领域，特别地，涉及一种多功能屋顶光伏组件降温系统。

背景技术

光伏发电作为一种清洁无污染的可再生能源，近年来得到了飞速的发展。

它是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如太阳能组件、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。

光伏发电站发电主要依靠的是光伏组件，利用光伏组件吸收太阳能中的可见光部分，利用光生伏特相应将太阳能转化为电能。

目前光伏发电的组件发电效率在21％左右，损失的能量中，除了反射外，均转化为组件的热能而导致组件温度的升高。经研究表明光伏发电组件的电能转换效率会随着温度的上升而降低，组件的峰值温度系数在-0.35％/℃左右。因此组件温度升高显然影响光伏发电组件的发电效率，最终影响整体的发电量。很有必要对其进行散热降温。

基于此，有必要提出一种多功能屋顶光伏组件降温系统以解决或至少缓解上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多功能屋顶光伏组件降温系统，旨在解决现有的光伏组件在夏季用电高峰期，由于天气原因，导致光伏组件温度升高显然影响光伏发电组件的发电效率，最终影响整体的发电量的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能屋顶光伏组件降温系统，包括水冷组件、风冷组件、测温装置以及冷却空隙，所述冷却空隙设置于光伏组件和屋顶之间，所述水冷组件的出水端以及所述风冷组件的出风端设置于所述冷却空隙内；其中，所述冷却空隙还设置有用于检测所述光伏组件表面温度的所述测温装置，所述测温装置和所述水冷组件以及所述风冷组件电连接，且该降温系统设置有三个工作模态，在第一工作模态时，所述水冷组件和所述风冷组件均处于待机状态，在第二工作模态时，所述水冷组件启动，所述风冷组件处于待机状态，在第三工作模态时，所述水冷组件和所述风冷组件均处于启动状态。

进一步地，所述屋顶由若干张彩钢瓦平铺在房屋主体顶部组成，且所述屋顶相对于水平面倾斜设置有坡度。

进一步地，所述水冷组件包括雨水收集箱、水泵和水冷管道，所述雨水收集箱的出水端与所述水泵管道连接，所述水泵的出水端管道连接有所述水冷管道。

进一步地，所述水冷组件还包括设置有用于控制冷却水流量的控制阀门，所述控制阀门的进水端管道连接于所述水泵的出水端，且所述控制阀门的出水端管道连接于所述水冷管道的进水端。

进一步地，所述水冷管道包括母管和支管，所述母管的进水端管道连接于所述水泵或所述控制阀门的出水端，所述母管的出水端管道连接有若干根所述支管，若干根所述支管一一对应放置于两个所述彩钢瓦波峰之间的平板区域；或者，所述水冷管道包括母管和出水孔，所述母管的进水端管道连接于所述水泵或所述控制阀门的出水端，且所述母管的管体上根据所述平板区域开设有若干个所述出水孔。

进一步地，所述风冷组件包括冷却风机以及风冷管道，结合图来说，所述冷却风机的出风端管道连接有所述风冷管道，所述风冷管道的出风口延伸至所述冷却空隙内。

进一步地，所述测温装置为远传温度计。

进一步地，所述冷却空隙的尺寸要求为100mm～150mm。

进一步地，所述坡度的值为2°～4°。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)、通过水冷组件和风冷组件的组合，实现双重降温，有效对光伏组件进行降温，提高组件的发电效率；

(2)、通过测温装置实时监测光伏组件表面的温度，从而确定水冷组件和风冷组件是否共同启动，一方面实现该降温系统的多种工作模态的选择，合理分配能耗，另一方面体现该降温系统的智能化

(3)、避免在温度高于50℃的情况下，导致光伏组件中的EVA胶等部件寿命缩短，最终缩短光伏发电组件的使用寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型整体架构示意图；

图2是本实用新型中光伏组件装配与屋顶时的结构第一示意图；

图3是本实用新型中光伏组件装配与屋顶时的结构第二示意图。

图例说明：

1、水冷组件；10、雨水收集箱；100、雨水收集管；101、自然水管；11、水泵；12、水冷管道；

2、风冷组件；20、冷却风机；21、风冷管道；

3、光伏组件；

4、测温装置；

5、屋顶；50、彩钢瓦；51、平板区域。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

需要理解的是，之所以需要设置降温系统的原因在于，在实际应用场景中，屋顶5采用彩钢瓦50平铺的方式设置在房屋主体的顶部，且光伏组件3和所述屋顶5之间间隔设置有冷却空隙，所述冷却空隙净空在100mm～150mm，此处所谓的净空是指所述光伏组件3的下表面和所述屋顶5表面之间的间隔，但是由于屋面四周一般都设置有“女儿墙”，导致自然通风的气流不畅，从而无法通过自然对流进行有效的降温目的。

基于此问题，参考图1-3所示的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，包括风冷组件2和水冷组件1以及测温装置4，其中，所述测温装置4的测温端设置于光伏组件3和屋顶5之间，以达到实时监测的目的，同时，所述风冷组件2和所述水冷组件1均与所述测温装置4电连接，对于本领域技术人员来说，通过所述测温装置4获取到光伏组件3表面的温度H，通过该检测所得的温度H确定对光伏组件3冷却的工作模态。

所谓的工作模态具体指冷却方式的选择，结合工作原理来说，在该降温系统中，将温度H的安全阈值设置为50℃，即当温度H在50℃时，降温系统不进行工作，命名为第一模态，而当温度H的取值在50℃～60℃时，所述风冷组件2启动，通过所述风冷组件2提供的冷却风对光伏组件3的表面进行降温，命名为第二模态，再者，当温度H高于60℃时，所述风冷组件2启动的同时，所述水冷组件1启动，命名为第三模态；通过多种工作模态的选择，达到对光伏组件3的降温目的，提升光伏组件3的发电效率的同时，避免对能源的浪费，增强利用率的合理性。

进一步来说，所述水冷组件1包括雨水收集箱10、水泵11和水冷管道12，所述雨水收集箱10的出水端与所述水泵11管道连接，所述水泵11的出水端管道连接有所述水冷管道12，对于本领域的技术人员而言，为了避免在所述屋顶5上面产生积水，所述屋顶5倾斜设置于房屋主体的顶部，其参考对象选择为水平面，即所述屋顶5相对于水平面倾斜设置有坡度，对于本领域技术人员而言，所述坡度的值为2°～4°，基于此设计，为了降低本系统中所述水泵11对于能源的消耗，因此，将所述水冷管道12的按照水流在管道内的流向，从所述屋顶5的倾斜顶部依次向倾斜底部设置，即水流的方向自上而下，这样处理的好处有如下几点：

(1)、由于所述光伏组件3和所述屋顶5的表面之间设置有冷却空隙，在本实用新型中，当所述水冷管道12的出水端设置于所述屋顶5的倾斜顶部时，可以有效降低所述水冷管道12的整体长度，具体如何设置，在下述内容会做进一步的展开表述，因此，能够有效降低整体的制作成本；

(2)、由于倾斜设置，冷却水从所述水冷管道12内流出后能够自主沿着所述屋顶5的上表面流淌，从而实现降温的目的，同时，减少对所述水泵11的输出载荷的需求。

更进一步来说，为了降低该光伏项目的耗水量，通过设置雨水主动回收工艺，具体来说，即所述雨水收集箱10上设置有雨水收集管100以及自来水管101，所述雨水收集管100远离所述雨水收集箱10的一端管道连接有雨水收集器(图中未画出)，该雨水收集器例如：设置于房屋主体外表面的排水管或者外置于房屋主体外的水塔，对于本领域技术人员而言，所述雨水收集器不限制于仅举例中的两类，其他类型的所述雨水收集器可参考中国专利文库里面所提及的相关专利。

值得注意的是，在本实施例中，所述水冷管道12的出水端设置在两个所述彩钢瓦50波峰之间的平板区域51，这样做的目的在于，避免冷却水在所述屋顶5上肆意蔓延，一方面影响视觉感官，另一方面由于房屋主体的顶部会留存一些空间未铺设彩钢瓦50，在冷却水的浸染下容易滋生各种青苔等植被，在结合夏季的温度，存在对房屋主体构成破坏的风险，因此，采用上述的设置，人为将冷却水的流经通道进行规划。

进一步来说，所述水泵11和所述水冷管道12之间设置有控制阀门(图中未画出)，所述控制阀门的进水端管道连接于所述水泵11的出水端，且所述控制阀门的出水端管道连接于所述水冷管道12的进水端，通过设置控制阀门，对于冷却水的流量进行控制，避免造成水资源的过度浪费。

结合实际应用场景来说，所述水冷管道12包括母管和支管，所述母管的进水端管道连接于所述水泵11或所述控制阀门的出水端，所述母管的出水端管道连接有若干根所述支管，若干根所述支管一一对应放置于两个所述彩钢瓦50波峰之间的平板区域51；或者，所述水冷管道12包括母管和出水孔，所述母管的进水端管道连接于所述水泵11或所述控制阀门的出水端，且所述母管的管体上根据所述平板区域51开设有若干个所述出水孔；

对于本领域技术人员而言，所述屋顶5上存在若干个所述平板区域51，从而构成了所述冷却空隙。

另外，还可以采用申请号为CN2021113544780的一种光伏组件水冷却降温系统中的结构实现对光伏组件3进行水冷降温的目的，具体设置方式在现有技术中存在较多表述，在此就不做过多赘述了。

进一步来说，所述风冷组件2包括冷却风机20以及风冷管道21，结合图1来说，所述冷却风机20的出风端管道连接有所述风冷管道21，所述风冷管道21的出风口延伸至所述冷却空隙内，从而增强所述冷却空隙之间的对流情况，在所述水冷组件1启动时，能够进一步提升水的蒸发，从而通过水的相变吸热以达到降温的目的。

进一步来说，为了实现工作模态的切换，通过设置测温装置4以达到该目的，所述测温装置4为远传温度计；值得注意的是，远传温度计测量的是光伏组件3表面的温度，具体测温原理：采用高精度铂电阻作为感测组件,精度高，稳定性好。信号转换模块可以将温度转换为相应的电压、电流或RS485输出。贴片温度传感器结构紧凑，易于安装，线性度好，负载能力强，传输距离长，抗干扰能力强。将贴片温度传感器放置在光伏组件3表面居中的区域，采用耐高温胶粘剂，将贴片温度传感器固定在光伏组件3的背面。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，包括水冷组件、风冷组件、测温装置以及冷却空隙，所述冷却空隙设置于光伏组件和屋顶之间，所述水冷组件的出水端以及所述风冷组件的出风端设置于所述冷却空隙内；其中，所述冷却空隙还设置有用于检测所述光伏组件表面温度的所述测温装置，所述测温装置和所述水冷组件以及所述风冷组件电连接，且该降温系统设置有三个工作模态，在第一工作模态时，所述水冷组件和所述风冷组件均处于待机状态，在第二工作模态时，所述水冷组件启动，所述风冷组件处于待机状态，在第三工作模态时，所述水冷组件和所述风冷组件均处于启动状态。

2.根据权利要求1所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述屋顶由若干张彩钢瓦平铺在房屋主体顶部组成，且所述屋顶相对于水平面倾斜设置有坡度。

3.根据权利要求2所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述水冷组件包括雨水收集箱、水泵和水冷管道，所述雨水收集箱的出水端与所述水泵管道连接，所述水泵的出水端管道连接有所述水冷管道。

4.根据权利要求3所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述水冷组件还包括设置有用于控制冷却水流量的控制阀门，所述控制阀门的进水端管道连接于所述水泵的出水端，且所述控制阀门的出水端管道连接于所述水冷管道的进水端。

5.根据权利要求4所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述水冷管道包括母管和支管，所述母管的进水端管道连接于所述水泵或所述控制阀门的出水端，所述母管的出水端管道连接有若干根所述支管，若干根所述支管一一对应放置于两个彩钢瓦波峰之间的平板区域；或者，所述水冷管道包括母管和出水孔，所述母管的进水端管道连接于所述水泵或所述控制阀门的出水端，且所述母管的管体上根据所述平板区域开设有若干个所述出水孔。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述风冷组件包括冷却风机以及风冷管道，所述冷却风机的出风端管道连接有所述风冷管道，所述风冷管道的出风口延伸至所述冷却空隙内。

7.根据权利要求6所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述测温装置为远传温度计。

8.根据权利要求1所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述冷却空隙的尺寸要求为100mm～150mm。

9.根据权利要求2所述的一种多功能屋顶光伏组件降温系统，其特征在于，所述坡度的值为2°～4°。