[實用新型]太陽能電池系統的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201320031789.8
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN203085614U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 陳宏月
• 申請（專利權）人: 常州億晶光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及光伏領域，特別涉及一種太陽能電池系統的冷卻裝置。

背景技術

太陽能發電系統通常是由太陽能電池組件組成的太陽能電池組件陣列形成，太陽能電池組件包括太陽能電池層壓件，太陽能電池層壓件從上至下依次由前板、EVA、太陽能電池片、EVA和背板五層結構組成，其嵌合在太陽能電池組件安裝型材中。現有太陽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，大致垂直于所述內壁3，并且從所述內壁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達25年，現有太陽能電池組件在這長達25年使用過程中有下列隱患：

(1)組件電池不匹配、電池裂紋、內部連接失效、局部被遮光或弄臟，均會引起組件局部過熱現象，即熱斑效應；熱斑效應可能導致組件焊接熔化、封裝退化甚至封裝材料的燒穿；

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

(3)背板的耐紫外強度主要考察背板經受波長為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層也為PET，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發生黃變，導致背板組成部分被破壞，背板的整體性能下降，同時背板的反射率降低，影響組件的整體輸出，同時影響組件的使用壽命；

(4)傳統組件在應用過程中，電池片本身吸收的太陽光會有一部分轉變成熱能，造成組件內部溫度升高，EVA內的紫外吸收劑將吸收的紫外光轉換成一部分熱能，散發到組件內部，從而導致組件發熱。而組件的功率輸出與其自身溫度密切相關：以最大功率為240W的組件在系統中的實際功率輸出為例，組件自身溫度每上升1℃，組件的輸出功率將會相應的下降約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系。背板的耐老化強度主要考驗背板在長時間紫外輻射、高熱狀態下的承受能力，目前使用的含氟背板的本身氟材料耐候性相對較強，而非含氟背板的耐候性相對較弱。一般來講，在長時間的紫外輻射和高熱狀態下，背板會發生劃傷、黃變、開裂和脆化的不良現象。EVA在組件內部，在光和熱的作用下，會發生一系列的Norrish化學反應老化降解，并且這些反應都是隨著溫度的升高，反應速率越大。

為了解決上述問題，有些采用水管冷卻的結構形成太陽能電池冷卻組件，例如中國專利201010193965《太陽能光伏發電系統的冷卻裝置》以及中國專利201010534553《太陽能光伏電池的冷卻組件》中，設有冷卻水箱，所述冷卻水箱包括金屬板和用于循環冷卻液的水管，所述金屬板與背板通過導熱膠貼合，水管貼合在金屬板的另一面。這種結構仍存在一些不足之處：

（1）導熱路徑長，組件到冷卻液需要經過導熱膠、金屬板、（冷卻液管），其中導熱膠和冷卻液管的導熱系數較低，影響組件的冷卻效果；

（2）組件降溫均勻性差，使用盤繞的水管進行冷卻，貼合有水管的部位降溫速率相對較快，冷卻效果相對較好，而大面積的沒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，平衡時間有時需要長達30分鐘甚至更久；

（3）冷卻裝置與組件結合不易，需要耐候力強，粘結力強的導熱膠，組件產品要求在戶外使用長達25年，需要經受大風帶來的壓力，以及大雪覆蓋產生的壓力，組件層壓件在受壓過程中會有一定的形變，尤其是在大風的天氣，組件層壓件將一直處于動態變化的過程，而傳統的冷卻裝置均為剛性的材料，僅僅通過導熱膠與組件進行粘連，所以對導熱膠有極高的要求；另外導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達25年，所以對導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，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）采用導熱膠使金屬板與背板貼合，會導致成型后無法拆卸，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成本較高。

實用新型內容