[發明專利]基于煙囪效應的聚光光伏發電系統散熱器

有效

• 申請號: 201610147556.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105811876B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 楊龍濱;劉曉杰;李彥軍;張鵬;韓帥;田彥培;孫奕晗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02S40/42
• 分類號: H02S40/42;H02S20/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種散熱器，具體地說是太陽能電池散熱器。

背景技術

太陽能作為一種取之不盡的能源，具有清潔、環保的優勢。據估算，陸地表面每年接收的太陽輻射能約為58×1019KJ，約相當于1700億噸標準煤的熱值。我國有著十分豐富的太陽能資源，全國各地年太陽輻射總量達3340～8400MJ/m2·a,全國年平均光照小時數為2200小時，平均太陽能電力為1700TW·h。我國西北地區、西南地區、南方的廣東省、海南省及沿海島嶼等廣大地區的太陽輻射總量很大，具有得天獨厚的開發利用太陽能的優越資源條件。太陽能作為一種可再生的新能源，越來越引起人們的關注，尤其是可再生能源法正式頒布和環保政策的出臺，顯示了國家對可再生能源發展的重視，為太陽能光伏發電的發展提供了政策保證。

聚光光伏發電是利用聚光的形式使太陽能電池在幾倍甚至幾百倍光強的條件下工作，實現在使用相同光伏電池的情況下，輸出更多的電能，降低成本，提高電池的效率，因而具有良好的應用前景。但目前聚光發電技術中，光能除一部分轉化為電能，還有一部分轉化為熱能，使太陽能電池溫度升高，降低了電池輸出功率。因此，在聚光光伏發電中，對電池板冷卻技術進行設計和改進是聚光光伏發電技術領域的重要工作。

太陽能電池可以在-65℃～125℃之間正常工作，電池在低溫下可以更好的工作，但在給定光強下，太陽能電池的輸出功率會隨著工作溫度的升高而降低且呈線性遞減關系，使用壽命也隨之降低。當超過90℃后，效率與溫度呈非線性變化，效率急劇下降直至為零。當電池工作溫度高達200℃時，電池只能工作30min。

目前，降低太陽能電池溫度的方法大體有以下幾種方案：

1)自然循環冷卻：自然循環冷卻系統是在太陽能電池板背面加入肋片、通道等結構對電池板進行降溫，工作介質(多為空氣或水)通過太陽能背面吸收熱量，以達到降溫的目的，但是由于肋片和通道等結構的尺寸限制，導致其散熱效果有限，尤其是在強光照射的正午，電池板的溫度往往能達到75℃以上，嚴重降低了光伏電池的效率；

2)強制循環冷卻：強制循環方式同1)中的方案一樣也是采用加肋片、通道等結構，不同之處是采用強制流動循環系統，有時會在電池正、背面同時進行冷卻。采用強制流動循環時，工作介質多采用空氣或者透射率較高的液體，需要增加額外的驅動動力促使工作介質流動；

3)新型冷卻：主要包括熱管冷卻技術、微通道冷卻技術、液體射流沖擊冷卻技術等3種。

以上三種冷卻方式，均各有利弊，自然循環冷卻方式雖然設計簡單，但是冷卻效果較差；強制循環冷卻方式雖然冷卻效果較好，但是形成強制流動循環需要利用風機和泵，會額外消耗系統電能；新型冷卻能夠達到較好的冷卻效果，但是初期投資較大，成本高，商業投資價值差。因此，如何設計開發一款冷卻效果好且不需要消耗系統電能的散熱器，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供解決現有技術自然循環冷卻效果差，強制循環冷卻消耗系統電能，以及新型冷卻初期投資較大，成本高等問題的一種基于煙囪效應的聚光光伏發電系統散熱器。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明基于煙囪效應的聚光光伏發電系統散熱器，其特征是：包括煙囪、底板、聚光光伏發電系統、散熱裝置，煙囪為錐形筒體結構，煙囪的底部通過L型的連接部與底板相連，連接部的下端與底板相連，連接部的上端與煙囪相連，煙囪的底面與底板之間留有通風間隙，所述散熱裝置包括由翅片結構固定連接構成的六面體結構，六面體結構的頂面上設置中心通孔，散熱裝置通過連接件安裝在煙囪里且位于煙囪的上部，所述聚光光伏發電系統包括三維黑體腔、太陽能電池板，三維黑體腔包括中部的圓柱體和兩端的圓錐體，其中頂端開有頂孔，太陽能電池板鍍在三維黑體腔的內表面上，三維黑體腔設置在翅片結構組成的六面體結構里，三維黑體腔的頂孔位置與六面體頂面的中心通孔位置相對應。

本發明還可以包括：

1、所述煙囪的上部設置為蜂窩結構，蜂窩結構的筒面上均勻設置蜂窩孔。

2、連接件為U型結構，其開口端設置用于安裝螺栓的孔，其圓弧端與煙囪的內壁相固定。