[發(fā)明專利]一種聚光光伏電池散熱用多通道歧管系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107134975B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐心海;董軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院
• 主分類號: H02S40/42
• 分類號: H02S40/42;H01L31/052
• 代理公司: 深圳市圳博友邦專利代理事務所(普通合伙) 44600
• 代理人: 林斌斌

本發(fā)明公開了一種新型聚光光伏電池散熱用多通道歧管系統(tǒng)，包括聚光光伏電池芯片陣列、密封板和歧管散熱板，聚光光伏電池芯片陣列、密封板和歧管散熱板由上到下依次設(shè)置，所述的歧管散熱板上加工有一組或多組歧管通道槽，每組歧管通道槽由兩支樹形歧管構(gòu)成，每支樹形歧管有5級通道，入口是第1級通道，出口是第5級通道，所述密封板設(shè)置在歧管散熱板上密封歧管散熱板上的一組或多組歧管通道槽，所述聚光光伏電池芯片陣列排列在密封板上，所述聚光光伏電池芯片陣列的正下方是歧管的出口級通道。本發(fā)明可以高效地降低聚光光伏電池芯片陣列的溫度，并解決了聚光光伏電池陣列中不同芯片之間溫差較大的問題，可以保持陣列上電池間的溫度均勻分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚光光伏電池散熱系統(tǒng)，尤其涉及一種新型聚光光伏電池散熱用多通道歧管系統(tǒng)。

背景技術(shù)

聚光光伏電池技術(shù)是指利用透鏡或反光鏡成倍聚光后的太陽光通過光伏電池直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。聚光光伏電池吸收的太陽光中除了一部分光能通過電池轉(zhuǎn)化為電能外，大部分都轉(zhuǎn)化為了熱能。然而，聚光光伏電池的發(fā)電效率與電池溫度是負相關(guān)關(guān)系。如果不進行有效散熱，高溫和溫度分布不均勻會導致電池的發(fā)電效率降低和使用壽命縮短，甚至于電池會因過熱而損壞。

為了提高聚光光伏電池的發(fā)電效率和保證電池正常工作，需要采取必要的措施對電池散熱。根據(jù)散熱機制的不同可以把散熱方式分為主動散熱與被動散熱。被動散熱主要是利用散熱片或散熱板進行自然對流散熱。自然對流散熱的設(shè)備安裝方便且成本低，但是該冷卻方式散熱能力有限，而且受周圍環(huán)境（溫度、風速等）影響較大。

主動散熱方式主要包括有浸液散熱、射流沖擊散熱和一些通道換熱器散熱方式。浸液散熱方式的散熱效果較好，有很好的溫度均勻性，但是液體會吸收和反射一部分太陽光，降低輻射強度，而且該散熱方式成本會很高，結(jié)構(gòu)比較復雜。射流沖擊方式散熱的熱阻非常低，射流中心處的換熱系數(shù)較大，但是隨著遠離射流中心，換熱系數(shù)會快速降低。如果散熱面積較大時要用到射流陣列，但是射流陣列中相鄰射流之間會相互影響，進而降低整個散熱效果。通道換熱器具有高效的換熱性能、緊湊的結(jié)構(gòu)。但是當前所用的通道散熱器的缺點是散熱不均勻和耗能比較大。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種利用新型聚光光伏電池散熱用多通道歧管系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的一種新型聚光光伏電池散熱用多通道歧管系統(tǒng)，包括聚光光伏電池芯片陣列、密封板和歧管散熱板，聚光光伏電池芯片陣列、密封板和歧管散熱板由上到下依次設(shè)置，所述的歧管散熱板上加工有一組或多組歧管通道槽，每組歧管通道槽由兩支樹形歧管構(gòu)成，每支樹形歧管有5級通道，入口是第1級通道，出口是第5級通道，每級有2^i-1個平行通道，i表示通道所在級，每級通道的橫截面均是四邊形，各級通道的深度從第1級到最后一級逐級減小，每組歧管通道槽的兩支樹形歧管通道在同層加工，兩支樹形歧管通道的出口級通道交叉排列且通道內(nèi)流體流動方向相反，所述密封板設(shè)置在歧管散熱板上密封歧管散熱板上的一組或多組歧管通道槽，所述聚光光伏電池芯片陣列排列在密封板上，所述聚光光伏電池芯片陣列的正下方是歧管的出口級通道；

歧管散熱板上的歧管通道槽的設(shè)計是基于最小熵產(chǎn)法，第i級通道的當量直徑D_eq,i與第i+1級通道的當量直徑D_eq,i+1需要滿足公式：

每級通道的長度受安裝條件限制，所以不能過長；但是，通道的長度需要足夠長，以保證通道內(nèi)流體得到充分發(fā)展，否則通道內(nèi)流體無法均勻分配到下級通道；第i級通道的長度L_i要滿足公式：