CN211656090U - 一种基于辐射冷却的光伏组件冷却*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，包括光伏组件冷却***、辐射冷却***、管道***和增压泵；本实用新型基于辐射冷却的光伏组件冷却***构建，可以将传递流体的温度降低至室外空气温度以下，既解决了传统被动式冷却技术的低效性问题，又可在传统主动式冷却技术条件下实现节能，是未来光伏组件冷却的重要手段。

Description

一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***

技术领域

本实用新型属于光伏技术领域，具体涉及一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***。

背景技术

目前，光伏组件由于高温问题使得发电效率比较低，硅光伏组件的温度每升高1度，电效率将减少0.45％～0.6％；每升高10度，太阳能电池的老化速度就会加快一倍。因此，使光伏板工作温度保持在最佳点或接近最佳点是至关重要的。

为了提高硅基光伏板的发电效率，常见光伏发电***冷却的技术具体可分为主动式冷却技术和被动式冷却技术。目前常用的冷却方式很难同时满足技术性和经济性。因此如何能在消耗极少能源基础上有效降低光伏板的工作温度，提高光伏板的运行效率，已经成为光伏发电***关键的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，本***不仅能够不占用有效空间，而且能在消耗极少能耗的基础上降低组件的温度，提高光伏组件发电效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，包括光伏组件冷却***、辐射冷却***、管道***和增压泵；

所述光伏组件冷却***包括光伏组件和光伏换热组件，所述光伏组件覆盖在光伏换热组件上方，两者之间通过导热硅胶粘接，所述光伏换热组件包括进口歧管、出口歧管和流体管，所述进口歧管和出口歧管之间通过并排设置的流体管相连通，内部填充有流体；

所述辐射冷却***包括辐射冷却组件和冷却换热组件，所述辐射冷却组件覆盖在冷却换热组件上方，两者之间通过导热硅胶粘接，所述辐射冷却组件包括反射层和发射层，所述冷却换热组件包括进口歧管、出口歧管和流体管，所述进口歧管和出口歧管之间通过并排设置的流体管相连通，内部填充有流体；

所述光伏换热组件和所述冷却换热组件之间通过管路***连通，在所述管路***上设置有增压泵，管路***内填充有流体。

在上述技术方案中，所述流体为水、醇、油、纳米流体等换热介质。

在上述技术方案中，所述的光伏组件冷却***呈倾斜放置，所述的辐射冷却***在光伏组件冷却***背阳倾斜放置。

在上述技术方案中，所述光伏板倾斜角度20°～40°，辐射冷却***倾斜角度0°～30°。两排列光伏组件间距按《光伏发电设计规范》7.2.2条文计算，预留检修位置后，辐射冷却***在此间距内倾斜放置：

式中：L—阵列倾斜角长度；

D—两排列之间距离；

β--阵列倾角；

φ--当地纬度。

在上述技术方案中，在所述光伏换热组件、冷却换热组件、流体管以及管路外侧覆盖有保温材料。

本实用新型的优点和有益效果为：

(1)利用辐射冷却技术取代了传统的水冷散热器的设计，能在消耗极少能量的基础上带走光伏背板热量，减少了能源消耗。

(2)将流体温度降低至室外空气温度以下，提高了光电转化效率。

(3)在光伏板间距之间安装辐射冷却***，不占用有效空间面积，在可利用面积较少的情况下，也能有效冷却光伏组件。

本实用新型基于辐射冷却的光伏组件冷却***构建方法，可以将传递流体的温度降低至室外空气温度以下，既解决了传统被动式冷却技术的低效性问题，又可在传统主动式冷却技术条件下实现节能，是未来光伏组件冷却的重要手段。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是辐射冷却***的结构示意图。

图3是光伏组件冷却***的结构示意图。

图4是冷却/光伏换热组件示意图。

其中：1光伏组件冷却***；2辐射冷却***；3管道***；4增压泵；5流体；6辐射冷却组件；7冷却换热组件；8导热硅胶；9保温材料；10光伏组件；11发射层；12反射层；13光伏换热组件；14进口歧管；15出口歧管；16流体管。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例

如图1所示，本实用新型基于辐射冷却的光伏组件冷却***构建方法由光伏组件冷却***1、辐射冷却***2、管道***3、增压泵4和流体5构成。所述的光伏组件冷却***1呈倾斜放置，所述的辐射冷却***2在光伏冷却***1要求的间距内背阳倾斜放置。所述管道***3将光伏组件冷却***1、辐射冷却***2和增压泵4依次连接，形成闭合回路。所述流体5在闭合回路内循环流动，流体可以采用水、醇、油、纳米流体等换热介质，要求换热性能好。

如图2所示的辐射冷却***2由上至下依次是发射层11、反射层12、导热硅胶8、冷却换热组件7和保温材料9。所述发射层11可采用任何具有辐射冷却作用的单一材料或复合材料,包括但不限于由微米级球体和高分子基材组成，其中微米级球体为SiS2、SO2、石墨烯、硅藻土的一种或多种，高分子基材为PE、PP、PET、PVC、PVA、PET、TPX中的一种或者多种。所述反射层12可以镀银或者镀铝加介质膜，要求太阳光反射率达到95％以上。如图4所示的冷却换热组件7和光伏换热组件13均由进口歧管14、出口歧管15和流体管16组成，管内充满流体5，管材可以采用铝板、钢板、铜板等，要求传热性能好。保温材料9可以采用挤塑聚苯板、岩棉板、聚氨酯等，要求保温性能好。辐射冷却组件6吸收冷却换热组件7中流体5的热量，使流体温度冷却至环境温度以下，起到被动式冷却的作用。

发射层11厚度为10μm～100μm，反射层12厚度为200nm～100μm,冷却换热组件7厚度为2mm～15mm,导热硅胶8厚度为50μm～100μm，四者宽度与光伏板宽度相同，长度为光伏板间距内0°～30°倾斜放置时除去检修位置后满足发射不受遮挡的任意长度，保温材料9厚度为1cm～7cm，尺寸为能完整覆盖辐射冷却***底部及四周的最小面积。

如图3所示的光伏组件冷却***1由上至下依次是光伏组件10、导热硅胶8、光伏换热组件13和保温材料9。当光照充足时，光伏组件10的温度开始上升，来自于辐射冷却***2的冷却流体在增压泵4的作用下流动至光伏组件10背面的光伏换热组件13，光伏换热组件13中流体管16的设计不仅增加了换热面积，而且由于管材的导热性较高，有利于将光伏组件10的热量传递到冷却流体，使光伏换热组件13的热提取率提高。冷却流体被加热后重新流动至辐射冷却***2，如此循环。

进入夜晚后，光伏组件10停止工作，关闭增压泵4，流体5在闭合回路中自然循环流动。

在实施例1中，辐射冷却组件的制冷功率一般在50～120W/m²之间，可使冷却换热组件中的流体降温5～10℃，冷流体流入光伏换热组件与光伏组件换热，使光伏组件降温10～30℃，光伏组件温度每升高1度，电效率将减少0.45％～0.6％，例如当光伏板原有电效率为15％时，冷却后光伏板电效率可增加为15.68％～19.5％。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，其特征在于：包括光伏组件冷却***、辐射冷却***、管道***和增压泵；

所述光伏组件冷却***包括光伏组件和光伏换热组件，所述光伏组件覆盖在光伏换热组件上方，两者之间通过导热硅胶粘接，所述光伏换热组件包括进口歧管、出口歧管和流体管，所述进口歧管和出口歧管之间通过并排设置的流体管相连通，内部填充有流体；

所述辐射冷却***包括辐射冷却组件和冷却换热组件，所述辐射冷却组件覆盖在冷却换热组件上方，两者之间通过导热硅胶粘接，所述辐射冷却组件包括反射层和发射层，所述冷却换热组件包括进口歧管、出口歧管和流体管，所述进口歧管和出口歧管之间通过并排设置的流体管相连通，内部填充有流体；

所述光伏换热组件和所述冷却换热组件之间通过管路***连通，在所述管路***上设置有增压泵，管路***内填充有流体。

2.根据权利要求1所述的一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，其特征在于：所述流体为水、醇、油、纳米流体。

3.根据权利要求1所述的一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，其特征在于：所述的光伏组件冷却***呈倾斜放置，所述的辐射冷却***在光伏组件冷却***背阳倾斜放置。

4.根据权利要求1所述的一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，其特征在于：所述光伏组件冷却***倾斜角度20°～40°，辐射冷却***倾斜角度0°～30°。

5.根据权利要求1所述的一种基于辐射冷却的光伏组件冷却***，其特征在于：在所述光伏换热组件、冷却换热组件、流体管以及管路外侧覆盖有保温材料。

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