[實(shí)用新型]一種用于高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820650206.2
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN208257768U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛明慧;王興益;石朝亭;劉聯(lián)勝
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02S40/42
• 分類號: H02S40/42
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙尊生

本實(shí)用新型涉及一種用于高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)。主要包括：儲(chǔ)水箱、增壓泵、變頻器、霧化噴嘴、氣液回收箱、光伏電池、冷卻塔；儲(chǔ)水箱上部有補(bǔ)液口，下部設(shè)置排液口；變頻器與增壓泵相連；霧化噴嘴用于將水霧化后直接噴射到光伏電池的背面，冷卻光伏電池；在霧化噴嘴與光伏電池之間設(shè)置氣液回收箱，霧化噴嘴、光伏電池與氣液回收箱三者形成密閉空腔；氣液回收箱設(shè)置排氣口與集液槽；排氣口與集液槽分別與冷卻塔相連，冷卻塔與儲(chǔ)水箱相連。本實(shí)用新型能夠使光伏電池獲得更低的溫度，從而提高了光伏電池的發(fā)電效率。根據(jù)光照條件變化調(diào)整噴霧流量，避免了噴霧冷卻系統(tǒng)不必要的功耗損失，從而使系統(tǒng)處于最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)凈發(fā)電效率最高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能作為一種可再生能源，成為最受矚目的能源之一。太陽能光伏發(fā)電片將太陽能直接裝換為電能，成為最主要的利用方式之一。當(dāng)今已有報(bào)道的商業(yè)光伏電池的效率普遍較低，只有12%-18%，為提高光伏發(fā)電的效率，開發(fā)新型材料以及提高聚光倍率等模式成為提高發(fā)電效率的主要途徑。其中，高倍聚光光伏，不僅發(fā)電效率已經(jīng)能夠達(dá)到近45%，并且具有發(fā)電模塊面積小發(fā)電密度高等優(yōu)點(diǎn)，成為未來降低能源成本的有力方式。在聚光光伏中，盡管發(fā)電效率很高，依然有超過一半的熱量不能夠被利用從而引起光伏電池溫度的升高，而光伏電池的溫度與其發(fā)電效率直接相關(guān)，溫度越高，發(fā)電效率越低。此外，光伏電池長期在高溫下工作還會(huì)因迅速老化而縮短使用壽命。因次，對光伏電池進(jìn)行有效的冷卻，不僅能夠進(jìn)一步提高其發(fā)電效率，而且有利于其長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在高倍聚光光伏發(fā)電過程，由于光伏聚焦倍率高達(dá)數(shù)百甚至上千倍，因此光伏組件中的熱流密度非常大，傳統(tǒng)的水冷模式已不能滿足散熱的需求，尋求高效的冷卻系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，由于光照條件全天的變化幅度較大，因此對于冷卻系統(tǒng)的高效低耗運(yùn)行亦提出了挑戰(zhàn)。

中國專利CN201710298445.6公開了基于納米流體強(qiáng)化傳熱技術(shù)的聚光光伏電池板噴霧冷卻裝置，該裝置將納米流體作為工作介質(zhì)，利用噴霧對聚光光伏電池板進(jìn)行散熱冷卻，該裝置較好的實(shí)現(xiàn)了對光伏電池的降溫，但納米流體亦沉積，容易堵塞噴嘴，且該裝置不能根據(jù)光照條件的變化實(shí)現(xiàn)噴霧的優(yōu)化運(yùn)行，不利于系統(tǒng)高效運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決高倍聚光太陽能發(fā)電電池的冷卻問題，本實(shí)用新型提出了一種用于高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)。本實(shí)用新型利用噴霧冷卻對光伏電池進(jìn)行散熱，可有效降低聚焦光伏電池的溫度,提高電池的發(fā)電效率，并且根據(jù)光照條件的變化，利用變頻器控制噴霧的流量，減小冷卻系統(tǒng)的功耗，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的工況運(yùn)行，此外本實(shí)用新型對冷卻后產(chǎn)生的蒸氣與水分別進(jìn)行再回收，減少了噴霧用水的消耗，亦有利于后續(xù)對高溫蒸氣的利用。

本實(shí)用新型提供的一種高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)水箱、增壓泵、變頻器、霧化噴嘴、氣液回收箱、光伏電池、冷卻塔；儲(chǔ)水箱上部設(shè)置補(bǔ)液口，下部設(shè)置排液口。變頻器用于調(diào)節(jié)增壓泵的轉(zhuǎn)速。霧化噴嘴噴射的汽霧直接與光伏電池接觸，在噴霧噴嘴與光伏電池之間設(shè)置氣液回收箱，三者形成密閉空腔。氣液回收箱底部設(shè)置集液槽，氣液回收箱上部設(shè)置排氣口，用于回收高溫水與水蒸氣。冷卻塔用于冷卻高溫水與水蒸氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：（1）由于噴霧冷卻的高效冷卻性能，本實(shí)用新型能夠使光伏電池獲得更低的溫度，從而提高了光伏電池的發(fā)電效率，且由于噴霧功耗較小，系統(tǒng)整體的凈發(fā)電效率會(huì)有更加明顯的優(yōu)勢。（2）本實(shí)用新型可回收噴霧冷卻所產(chǎn)生的高溫水與水蒸氣，從而解決了噴霧耗水量大的問題。（3） 本實(shí)用新型可根據(jù)光照條件的變化調(diào)整噴霧流量，避免了噴霧冷卻系統(tǒng)不必要的功耗損失，從而使系統(tǒng)一直處于最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)凈發(fā)電效率最高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種高倍聚光太陽能發(fā)電電池的噴霧冷卻系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式