CN110212861B - 一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置包括风速传感器、垂直稳定翼、渐缩式进风流道、降温补充装置、下通风流道、上通风流道、控制模块和降温流道；降温流道安装在太阳能电池板的背板上；两个上通风流道的一端固定于降温流道的两端；下通风流道的一端可转动安装于上通风流道的另一端上，另一端固定有渐缩式进风流道；渐缩式进风流道外侧均布固定有垂直稳定翼。本装置能够自动追踪风向改变迎风角度，实现进风口始终正对自然风最大迎风面，同时采用渐缩式进风流道和降温流道的两级渐缩结构来增加空气流速，且当低风速时可以通过降温补充装置对背板进行主动补充降温，提高了对低速风的利用率，有效提升降温效果。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池板降温技术领域，具体是一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置。
背景技术
随着光伏清洁产业的大力发展，光伏装置开始在太阳能资源丰富的西北、华北等地普及起来。光伏装置虽然节省空间清洁高效，但是由于靠近地面，光伏组件运行起来温度更高，极大地影响了太阳能电池板的发电效率，还易因过热导致线路故障甚至发生火灾，而造成不必要的经济损失。因此降低太阳能电池板中线路密集且发热多的背板的温度对光伏产业发展具有重要意义。在广袤的西北、华北等地区风力资源较为丰富，但在靠近地面的太阳能电池板背板处风流速相对较慢，对小风速风力的利用率很低，造成了风力资源的浪费，影响了自然通风降温效果。
申请号201810165795.X的文献公开了一种太阳能光伏电站除雪、除尘及电池板降温的方法，在每一块太阳能电池板顶部配置气流管，气流管头部为直径50～100mm半圆形扁平状喷嘴，并在圆弧侧壁面等间距设置5～10个直径为1～5mm的与电池板呈5°夹角的气孔，该方案通过高压气流对太阳能电池板降温，但是不能充分利用各个风向的风力资源，且当风速过低时喷嘴放大空气流速效果不显著，降温不明显。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于该装置包括风速传感器、垂直稳定翼、渐缩式进风流道、降温补充装置、下通风流道、上通风流道、控制模块和降温流道；
所述降温流道可拆卸安装在太阳能电池板的背板上；两个上通风流道的一端固定于降温流道的两端；下通风流道的一端可转动安装于上通风流道的另一端上，另一端固定有渐缩式进风流道；渐缩式进风流道、下通风流道、上通风流道和降温流道均连通；渐缩式进风流道外侧均布固定有垂直稳定翼，用于跟踪最大迎风面，使得渐缩式进风流道的进风口正对最大迎风面；所述降温补充装置安装于下通风流道、上通风流道和降温流道形成通道的内部任意位置处，当风力不足时对太阳能电池板背板进行补充降温；所述风速传感器安装于通风处，用于测量风速；控制模块分别与风速传感器和降温补充装置电连接。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)本装置利用自然风这一清洁能源作为降温动力，节约能源，高效便捷。
(2)本装置能够自动追踪风向改变迎风角度，实现渐缩式进风流道的进风口始终正对自然风最大迎风面，充分利用不同风向的风力资源，增大了自然风资源的利用率。
(3)本装置采用渐缩式进风流道和降温流道的两级渐缩结构来增加空气流速，提高了对低速风的利用率，大幅度增强了降温效果，使得靠近地面的太阳能电池板背板处的低风速自然风得到了充分利用，可以将太阳能电池板工作温度降低5-10℃，工作效率较未配置本装置的太阳能电池板提高10％-20％。
(4)本装置实时检测风速，低风速时自动开启降温补充装置，实行主动式降温，避免了自然风循环冷却降温失效的情况，在低风速情况下太阳能电池板仍然可以维持较高的发电效率。
(5)本装置结构简单，成本较低，易于维护，人力消耗低，自动化程度较高，包容性强，灵活性强，对环境可以及时做出调整，使其具有大面积商业化的优势。
附图说明
图1本发明一种实施例的整体结构示意图；
图2本发明一种实施例的降温补充装置安装示意图；
图3本发明一种实施例的控制模块的连接示意框图；
图4本发明一种实施例的上通风流道与下通风流道的安装示意图。
图中：1、风速传感器；2、垂直稳定翼；3、太阳能电池板；4、渐缩式进风流道；5、降温补充装置；6、下通风流道；7、上通风流道；8、控制模块；9、降温流道。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置(简称装置，参见图1-4)，其特征在于该装置包括风速传感器1、垂直稳定翼2、渐缩式进风流道4、降温补充装置5、下通风流道6、上通风流道7、控制模块8和降温流道9；所述下通风流道6和上通风流道7均为L型结构；
所述降温流道9可拆卸安装(卡槽卡装)在太阳能电池板3的背板上；两个上通风流道7的一端固定于降温流道9的两端；下通风流道6的一端通过滚动轴承可转动安装于上通风流道7的另一端上，另一端固定有渐缩式进风流道4；渐缩式进风流道4、下通风流道6、上通风流道7和降温流道9均连通；渐缩式进风流道4采用内径渐缩式结构，进风口处内径最大，用于放大空气流速；渐缩式进风流道4外侧均布固定有垂直稳定翼2，用于跟踪最大迎风面，使得渐缩式进风流道4的进风口正对最大迎风面；所述降温补充装置5安装于下通风流道6、上通风流道7和降温流道9形成通道的内部任意位置处(本实施例为安装于上通风流道7内部)，用于增大风速，当风力不足以降温时开启，对太阳能电池板3背板进行补充降温；所述风速传感器1安装于通风处(可固定于地面上)，用于测量风速；控制模块8分别与风速传感器1和降温补充装置5电连接。
优选地，所述降温补充装置5包括直流电机5.1、固定板5.2和扇叶5.3；固定板5.2固定于下通风流道6、上通风流道7和降温流道9形成通道的内部任意位置处；直流电机5.1固定于固定板5.2上，其输出端固定有扇叶5.3。
优选地，所述控制模块8包括单片机8.1、电源8.2、时钟芯片8.3、外部存储芯片8.4和液晶显示屏8.5；所述单片机8.1分别与电源8.2、时钟芯片8.3、外部存储芯片8.4和液晶显示屏8.5电连接；所述电源8.2为整个装置供电；风速传感器1通过时钟芯片8.3与单片机8.1的输入端电连接，单片机8.1的输出端与降温补充装置5的直流电机5.1连接。
优选地，降温流道9内部为渐缩式流道，对自然风进行二次增速，对太阳能电池板3背板线路密集部位进行自然风循环降温；
所述风速传感器1的型号YGC-FS；所述单片机8.1的型号为STC89C51；电源8.2为5V直流电源；所述时钟芯片8.3的型号DS1302；所述外部存储芯片8.4的型号AT28C256，用于存储时间、风速等信息；所述液晶显示屏8.5的型号为LCD1602，可以实时显示出当前的风速信息、时间信息，以便工作人员观察并记录相关信息。
本发明的工作原理和工作流程是：将太阳能电池板3安装于房屋屋顶上或者其他位置；通过垂直稳定翼2以及下通风流道6与上通风流道7之间的可转动连接，可以追踪风向改变迎风角度，实现渐缩式进风流道4的进风口始终正对自然风最大迎风面。自然风经过渐缩式进风流道4和降温流道9的两次加速作用，风速大大加快，利用高压气流对太阳能电池板3进行被动式循环冷却。风速传感器1实时采集风速信息，送入到控制模块8中，将风速数值与设定的阈值相比较，利用控制模块8判断自然风风速是否满足降温需求；当实时风速高于设定阈值，此时降温补充装置5不工作；当实时风速低于设定阈值时，控制模块8控制直流电机5.1启动，直流电机5.1带动扇叶5.3转动，加快通道内空气的流动，达到主动降温的效果。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (7)
1.一种自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于该装置包括风速传感器、垂直稳定翼、渐缩式进风流道、降温补充装置、下通风流道、上通风流道、控制模块和降温流道；
所述降温流道可拆卸安装在太阳能电池板的背板上；两个上通风流道的一端固定于降温流道的两端；下通风流道的一端可转动安装于上通风流道的另一端上，另一端固定有渐缩式进风流道；渐缩式进风流道、下通风流道、上通风流道和降温流道均连通；渐缩式进风流道外侧均布固定有垂直稳定翼，用于跟踪最大迎风面，使得渐缩式进风流道的进风口正对最大迎风面；所述降温补充装置安装于下通风流道、上通风流道和降温流道形成通道的内部任意位置处，当风力不足时对太阳能电池板背板进行补充降温；所述风速传感器安装于通风处，用于测量风速；控制模块分别与风速传感器和降温补充装置电连接；
通过垂直稳定翼以及下通风流道与上通风流道之间的可转动连接，追踪风向改变迎风角度，实现渐缩式进风流道的进风口始终正对自然风最大迎风面；自然风经过渐缩式进风流道和降温流道对太阳能电池板进行被动式循环冷却；风速传感器实时采集风速信息，送入到控制模块中，将风速数值与设定的阈值相比较，利用控制模块判断自然风风速是否满足降温需求；当实时风速高于设定阈值，此时降温补充装置不工作；当实时风速低于设定阈值时，控制模块控制降温补充装置工作，加快通道内空气的流动，达到主动降温的效果。
2.根据权利要求1所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于所述降温补充装置安装于上通风流道内部。
3.根据权利要求2所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于所述降温补充装置包括直流电机、固定板和扇叶；固定板固定于上通风流道内部；直流电机固定于固定板上，其输出端固定有扇叶。
4.根据权利要求3所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于所述控制模块包括单片机、电源、时钟芯片、外部存储芯片和液晶显示屏；所述单片机分别与电源、时钟芯片、外部存储芯片和液晶显示屏电连接；所述电源为整个装置供电；风速传感器通过时钟芯片与单片机的输入端电连接，单片机的输出端与降温补充装置的直流电机连接。
5.根据权利要求1所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于渐缩式进风流道采用内径渐缩式结构，进风口处内径最大，用于放大空气流速。
6.根据权利要求1所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于降温流道内部为渐缩式流道，对自然风进行二次增速。
7.根据权利要求1所述的自然风调速调向的太阳能电池板背板降温装置，其特征在于所述下通风流道和上通风流道均为L型结构。
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