[發(fā)明專利]一種光伏發(fā)電海水淡化復(fù)合系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114644377A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭分剛;紀(jì)翔;劉帥;帥順旭
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交大平湖智能光電研究院;中自華御（蘇州）新能源科技有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/14;H02S40/42;C02F103/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發(fā)明公開了一種光伏發(fā)電海水淡化復(fù)合系統(tǒng)，包括太陽能電池板、蒸發(fā)冷卻板、冷凝板、儲水系統(tǒng)及輸水管，其特征在于，所述蒸發(fā)冷卻板通過導(dǎo)熱膠貼合于所述太陽能電池板背面，并與所述太陽能電池板傾斜或垂直設(shè)置于建筑物或地面上；所述儲水系統(tǒng)包括用于供輸海水的儲水箱，所述儲水箱中的海水通過所述輸水管輸送至所述蒸發(fā)冷卻板的上端面，并在重力作用下沿著蒸發(fā)冷卻板流動(dòng)；所述冷凝板用于冷凝由蒸發(fā)冷凝板上海水受熱蒸發(fā)的水蒸氣，所述蒸發(fā)冷卻板與所述冷凝板設(shè)置于同一密閉空間內(nèi)。上述復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低，可降低太陽能電池的表面溫度，提高了太陽能電池發(fā)電效率，同時(shí)利用光伏組件的余熱實(shí)現(xiàn)海水淡化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池散熱及海水淡化領(lǐng)域，具體涉及一種光伏發(fā)電海水淡化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能是綠色清潔的可再生能源，然而太陽能電池在工作過程中，其輸出功率會隨著工作溫度的升高而降低，在光照強(qiáng)度一定條件下，例如對于晶體硅太陽電池，溫度每提高1℃，輸出功率減少0.4％～0.6％；如果長時(shí)間在高溫下工作，其使用壽命也會隨之降低。為解決高溫條件下光伏組件發(fā)電效率降低的問題，需要給太陽能電池組件散熱。

為此，常規(guī)技術(shù)通常將太陽能電池安裝在散熱器上，從而對太陽能電池進(jìn)行有效散熱。現(xiàn)有的散熱器分為風(fēng)冷和液冷兩種方式，風(fēng)冷散熱器直接對太陽能電池進(jìn)行吹風(fēng)，風(fēng)機(jī)需要消耗額外的電能；液冷散熱器通常是將冷卻液通過冷卻管直接連接在太陽能電池的背面，需要消耗寶貴的淡水資源或其他液態(tài)冷卻劑。現(xiàn)有的太陽能電池冷卻技術(shù)，無論是風(fēng)冷還是液冷技術(shù)，雖然能夠在一定程度上降低太陽能電池的工作溫度，但存在成本高、效率低，性價(jià)比不高，因此在商業(yè)上并未大規(guī)模采用，同時(shí)，現(xiàn)有的太陽能電池的風(fēng)冷和液冷技術(shù)、均未對太陽能電池余熱進(jìn)行有效利用。為解決太能電池組件散熱問題的同時(shí)高效利用其余熱，專利CN109626470A公開了一種太陽能電池發(fā)汗冷卻及多級海水淡化耦合系統(tǒng)，通過發(fā)汗冷卻方式降低電池板的溫度，同時(shí)利用太能電池板的廢熱進(jìn)行海水淡化，提升整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，但該系統(tǒng)存在以下不足：一方面發(fā)汗冷卻系統(tǒng)較為復(fù)雜，需要多級耦合，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度以及成本均較高；另一方面，該系統(tǒng)通過毛細(xì)力輸運(yùn)海水，而毛細(xì)力在垂直方向上受相反作用力重力的影響，會導(dǎo)致傳輸能力不足，使海水向上傳輸距離有限，垂直方向上只能有效傳輸10-15厘米，該系統(tǒng)難以應(yīng)用于大面積太陽能電池板的冷卻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光伏發(fā)電海水淡化系統(tǒng)，通過將海水在重力作用下分散流至太陽能電池板背部的蒸發(fā)冷卻板上，對太陽能電池板進(jìn)行冷卻吸熱，同時(shí)利用太陽能電池發(fā)電產(chǎn)生的熱量以及太陽輻射產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱膠傳遞到蒸發(fā)冷卻板上，加快蒸發(fā)冷卻板上表面的海水。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電海水淡化系統(tǒng)，包括太陽能電池板、蒸發(fā)冷卻板、冷凝板、儲水系統(tǒng)及輸水管，其特征在于，所述蒸發(fā)冷卻板通過導(dǎo)熱膠貼合于所述太陽能電池板背面，并與所述太陽能電池板傾斜或垂直設(shè)置于建筑物或地面上；所述儲水系統(tǒng)包括用于供輸海水的儲水箱，所述儲水箱中的海水通過所述輸水管輸送至所述蒸發(fā)冷卻板的上端面，并在重力作用下沿著蒸發(fā)冷卻板流動(dòng)；所述冷凝板用于冷凝由蒸發(fā)冷凝板上海水受熱蒸發(fā)的水蒸氣，所述蒸發(fā)冷卻板與所述冷凝板設(shè)置于同一密閉空間內(nèi)。

將蒸發(fā)冷卻板與冷凝板設(shè)置于同一密閉空間內(nèi)，使海水在蒸發(fā)冷卻板上高溫蒸發(fā)形成的水蒸氣可充分附著到冷凝板上并冷卻凝聚成水滴，獲得淡水。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱膠優(yōu)選為導(dǎo)熱硅脂；通過導(dǎo)熱膠將太陽能電池發(fā)電產(chǎn)生的熱量以及太陽輻射產(chǎn)生的熱量傳遞到蒸發(fā)冷卻板上，降低太陽能電池板的溫度，同時(shí)使蒸發(fā)冷卻板的溫度快速升高，加快蒸發(fā)冷卻板表面海水的蒸發(fā)。

進(jìn)一步地，所述太陽能電池板的材料選自單晶硅、多晶硅、III-V族化合物、鈣鈦礦、碳纖維復(fù)合材料中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)冷卻板的材料為聚氨酯海綿親水多孔材料以及其它親水多孔材料。