[發明專利]定型復合相變材料-水混合冷卻的光伏電池板熱管理系統

在審

• 申請號: 202111155422.2
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113809195A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 高學農;鄧素蕓
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/049;H02S40/42;F28D20/02;C09K5/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了定型復合相變材料?水混合冷卻的光伏電池板熱管理系統；包括光伏電池板定型復合相變材料層，流水冷管，溫度傳感器，金屬背板，蓄電池機組；所述光伏電池板采光面由數個排列整齊的電池組件組成；所述定型復合相變材料層安裝于光伏電池板背光面；所述流水冷管固定于定型復合相變材料層底部；所述溫度傳感器安裝于光伏電池板采光面，所述金屬背板安裝于定型復合相變材料背面。本系統合理利用了定型復合相變材料混合回型流水冷來對光伏電池板進行有效熱管理，保護了光伏組件免于因為溫度過高、溫度分布不均勻而損壞，提高了發電效率，對光伏發電技術的應用具有重要意義。

技術領域

本發明屬于太陽能光伏系統熱管理技術領域，特別涉及定型復合相變材料-水混合冷卻的光伏電池板熱管理系統。

背景技術

太陽能具有來源廣、運行費用低、不污染環境等優點，我國地域遼闊、日照充足，這使得太陽能具有解決能源需求問題的潛力。光伏發電是一種生態友好型技術，可成為重要的電力來源，滿足不斷增長的能源需求。光伏電池接受的太陽輻射只有20％會轉換為電能，并且其光電轉換效率會隨著溫度的上升而明顯下降，每當溫度上升一度，光電轉換效率下降0.4％-0.65％，溫度過高或溫度分布不均皆會破壞光伏材料的結構，縮短光伏電池板的壽命，所以需要對光伏電池板進行有效的冷卻。

光伏電池板的散熱技術可分為主動冷卻技術與被動冷卻技術，主動冷卻技術效率高、效果好，但是一般需要電能或者是其他能量來提供動力，造成太陽能發電系統整體能量效率下降，并且會導致被冷卻的光伏電池的溫度沿著流體流動的方向增加，造成板面溫度分布不均，影響光伏電池板的壽命，對光伏電池板的實際應用有較大阻礙；被動冷卻技術不需要消耗外部能量，但換熱效率低，換熱效果不佳，開發冷卻技術對光伏電池板進行有效熱管理成為光伏發電技術推行中的關鍵。

發明內容

為了克服上述背景技術的不足和缺點，本發明提供定型復合相變材料-水混合冷卻的光伏電池板熱管理系統，將定型復合相變材料層結合流水冷管置于光伏電池板背面，持續均勻地降低光伏電池板的工作溫度。

為了實現本發明目的，本發明提供的定型復合相變材料-水混合冷卻的光伏電池板熱管理系統，包括光伏電池板、蓄電池機組、定型復合相變材料層、流水冷管、溫度傳感器和金屬背板；

所述蓄電池機組和所述光伏電池板電性連接；

所述光伏電池板包括采光面和背光面；

所述光伏電池板的采光面由多個電池組件組成；

所述定型復合相變材料層設置在所述光伏電池板的背光面；

所述流水冷管設置在所述定型復合相變材料層內；

所述溫度傳感器安裝于所述光伏電池板的采光面；

所述金屬背板設置在所述定型復合相變材料層的背面進行封裝。

優選地，所述定型復合相變材料層的材質為正十八烷-膨脹石墨復合相變材料。

正十八烷與膨脹石墨質量比為8:2。

優選地，所述正十八烷的相變溫度范圍為27.4～34.5℃，焓值為242.3J/g。

優選地，所述光伏電池板為單晶硅光伏電池板。

優選地，金屬背板的材質為鋁。

優選地，所述蓄電池機組包括蓄電池組和與蓄電池組連接的充放電控制器。

優選地，所述定型復合相變材料層與光伏電池板之間涂覆有熱硅脂。

優選地，所述定型復合相變材料與光伏電池板通過U字夾固定。

優選地，流水冷管為紫銅管。

優選地，所述流水冷管與定型復合相變材料層間涂覆有導熱硅脂。