[發(fā)明專(zhuān)利]太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的冷卻裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310020047.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103077991A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宏月
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州億晶光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/052
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/052
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，特別涉及一種太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的冷卻裝置。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)通常是由太陽(yáng)能電池組件組成的太陽(yáng)能電池組件陣列形成，太陽(yáng)能電池組件包括太陽(yáng)能電池層壓件，太陽(yáng)能電池層壓件從上至下依次由前板、EVA、太陽(yáng)能電池片、EVA和背板五層結(jié)構(gòu)組成，其嵌合在太陽(yáng)能電池組件安裝型材中。現(xiàn)有太陽(yáng)能電池組件安裝型材采用鋁合金型材，如附圖1所示，包括層壓件安裝槽口1；內(nèi)壁3，大致垂直于所述層壓件安裝槽口1；支撐邊4，大致垂直于所述內(nèi)壁3，并且從所述內(nèi)壁3向與所述層壓件安裝槽口1相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述層壓件安裝槽口1，所述外壁7的一端耦合至所述層壓件安裝槽口1，另一端耦合至所述支撐邊4；所述內(nèi)壁3的一端耦合至所述層壓件安裝槽口1，另一端耦合至所述支撐邊4。組件使用壽命要求長(zhǎng)達(dá)25年，現(xiàn)有太陽(yáng)能電池組件在這長(zhǎng)達(dá)25年使用過(guò)程中有下列隱患：

(1)組件電池不匹配、電池裂紋、內(nèi)部連接失效、局部被遮光或弄臟，均會(huì)引起組件局部過(guò)熱現(xiàn)象，即熱斑效應(yīng)；熱斑效應(yīng)可能導(dǎo)致組件焊接熔化、封裝退化甚至封裝材料的燒穿；

(2)對(duì)太陽(yáng)能電池片起保護(hù)和支撐作用的背板，通常為聚合物材質(zhì)，其在安裝和使用過(guò)程中易被劃傷，而背板劃傷會(huì)造成工作人員觸電；

(3)背板的耐紫外強(qiáng)度主要考察背板經(jīng)受波長(zhǎng)為300-380nm的紫外光照射的能力，目前幾乎所有背板中間的絕緣材料都是PET，還有一部分背板最外層耐候?qū)右矠镻ET，PET在300-380nm的紫外光照射下容易黃變，所以部分背板在紫外光的照射下會(huì)發(fā)生黃變，導(dǎo)致背板組成部分被破壞，背板的整體性能下降，同時(shí)背板的反射率降低，影響組件的整體輸出，同時(shí)影響組件的使用壽命；

(4)傳統(tǒng)組件在應(yīng)用過(guò)程中，電池片本身吸收的太陽(yáng)光會(huì)有一部分轉(zhuǎn)變成熱能，造成組件內(nèi)部溫度升高，EVA內(nèi)的紫外吸收劑將吸收的紫外光轉(zhuǎn)換成一部分熱能，散發(fā)到組件內(nèi)部，從而導(dǎo)致組件發(fā)熱。而組件的功率輸出與其自身溫度密切相關(guān)：以最大功率為240W的組件在系統(tǒng)中的實(shí)際功率輸出為例，組件自身溫度每上升1℃，組件的輸出功率將會(huì)相應(yīng)的下降約1W；

（5）組件的背板和EVA的老化速率均與組件溫度以及光輻射有直接的關(guān)系。背板的耐老化強(qiáng)度主要考驗(yàn)背板在長(zhǎng)時(shí)間紫外輻射、高熱狀態(tài)下的承受能力，目前使用的含氟背板的本身氟材料耐候性相對(duì)較強(qiáng)，而非含氟背板的耐候性相對(duì)較弱。一般來(lái)講，在長(zhǎng)時(shí)間的紫外輻射和高熱狀態(tài)下，背板會(huì)發(fā)生劃傷、黃變、開(kāi)裂和脆化的不良現(xiàn)象。EVA在組件內(nèi)部，在光和熱的作用下，會(huì)發(fā)生一系列的Norrish化學(xué)反應(yīng)老化降解，并且這些反應(yīng)都是隨著溫度的升高，反應(yīng)速率越大。

為了解決上述問(wèn)題，有些采用水管冷卻的結(jié)構(gòu)形成太陽(yáng)能電池冷卻組件，例如中國(guó)專(zhuān)利201010193965《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻裝置》以及中國(guó)專(zhuān)利201010534553《太陽(yáng)能光伏電池的冷卻組件》中，設(shè)有冷卻水箱，所述冷卻水箱包括金屬板和用于循環(huán)冷卻液的水管，所述金屬板與背板通過(guò)導(dǎo)熱膠貼合，水管貼合在金屬板的另一面。這種結(jié)構(gòu)仍存在一些不足之處：

（1）導(dǎo)熱路徑長(zhǎng)，組件到冷卻液需要經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱膠、金屬板、（冷卻液管），其中導(dǎo)熱膠和冷卻液管的導(dǎo)熱系數(shù)較低，影響組件的冷卻效果；

（2）組件降溫均勻性差，使用盤(pán)繞的水管進(jìn)行冷卻，貼合有水管的部位降溫速率相對(duì)較快，冷卻效果相對(duì)較好，而大面積的沒(méi)有水管貼合的部位降溫速率則非常慢，初期貼水管和未貼水管部位溫度能夠相差10℃以上，平衡時(shí)間有時(shí)需要長(zhǎng)達(dá)30分鐘甚至更久；

（3）冷卻裝置與組件結(jié)合不易，需要耐候力強(qiáng)，粘結(jié)力強(qiáng)的導(dǎo)熱膠，組件產(chǎn)品要求在戶(hù)外使用長(zhǎng)達(dá)25年，需要經(jīng)受大風(fēng)帶來(lái)的壓力，以及大雪覆蓋產(chǎn)生的壓力，組件層壓件在受壓過(guò)程中會(huì)有一定的形變，尤其是在大風(fēng)的天氣，組件層壓件將一直處于動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，而傳統(tǒng)的冷卻裝置均為剛性的材料，僅僅通過(guò)導(dǎo)熱膠與組件進(jìn)行粘連，所以對(duì)導(dǎo)熱膠有極高的要求；另外導(dǎo)熱膠還要克服冷卻裝置整體的重量，包括：金屬板、水管以及冷卻液的重量；再者組件使用壽命要求長(zhǎng)達(dá)25年，所以對(duì)導(dǎo)熱膠的耐候性也有很高的要求；

（4）冷卻裝置與組件不易有效分離，采用導(dǎo)熱膠使金屬板與背板貼合，今后冷卻裝置失效需要更換或者拆卸時(shí)，容易造成背板損傷，組件的電器絕緣性能失效，引起操作者觸電；

（5）采用導(dǎo)熱膠使金屬板與背板貼合，會(huì)導(dǎo)致成型后無(wú)法拆卸，維修不方便；

（6）使用材料較多，并且為了能夠符合組件使用25年的壽命要求，對(duì)材料性能的要求也非常高，初期材料的篩選，使以后冷卻組件的生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容