本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚光型太陽能電池水冷系統(tǒng)，具體涉及一種高效集成水冷散熱單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

背景技術(shù)：

太陽能作為一種清潔能源，取之不盡，用之不竭，其發(fā)展前景最為可觀。在太陽能的利用上，聚光式太陽能系統(tǒng)將太陽光匯聚到焦點處的聚光型太陽能電池上進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，其聚光倍數(shù)可達(dá)2000～3000倍，相對于傳統(tǒng)的平面式的太陽能系統(tǒng)，聚光倍數(shù)只有一倍，聚光倍數(shù)極大的增加，也使電池的利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高。但是由于聚光倍數(shù)的大大提高，使得太陽輻射出的能量除了被太陽能電池吸收轉(zhuǎn)化為電能和被反射損失之外，還有很大部分能量轉(zhuǎn)換成了熱能，使得聚光太陽能電池的溫度迅速上升，最終對電池的光電轉(zhuǎn)化效率以及一系列的輸出特性造成影響，同時電池長期工作在高溫下也會迅速老化從而減少使用壽命甚至直接損壞。為此，設(shè)計合理的聚光太陽能電池散熱結(jié)構(gòu)將會在一定程度上將會有效提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，延長電池使用壽命以及提高穩(wěn)定性。

隨著聚光太陽能電池的聚光比和輸出功率的提高，使得其單位面積的發(fā)熱量急劇增加，合理的太陽能電池散熱裝置將會為電池的轉(zhuǎn)化效率帶來巨大的收益。聚光太陽能電池散熱方式主要為自然冷卻循環(huán)和強(qiáng)制冷卻循環(huán)兩種。其中強(qiáng)制冷卻循環(huán)主要用于反射式高倍聚光光伏系統(tǒng)。傳統(tǒng)的熱交換介質(zhì)為空氣和水，在聚光太陽能電池散熱中最常用也是最為廉價的。由于水的比熱容比空氣的比熱容大，在熱吸收和熱傳遞上更加具有優(yōu)勢，所以水冷卻方式的效率也優(yōu)于空氣冷卻的效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

聚光太陽能電池將匯聚太陽光一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分被反射損失，還有一部分積沉在電池中轉(zhuǎn)化為熱能，這使得電池溫度迅速上升，極大的影響電池性能及使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙進(jìn)雙出的蛇形凹槽結(jié)構(gòu)對聚光太陽能裝置中的勻光筒和聚光太陽能電池分別進(jìn)行水冷循環(huán)散熱的聚光型太陽能電池的水冷系統(tǒng)，能有效的增加水與裝置的接觸面積，制冷效果明顯，可以調(diào)節(jié)水流速度以達(dá)到高效冷卻散熱的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種聚光型太陽能電池水冷系統(tǒng)，其特征在于：包括聚光太陽能電池單元、勻光筒單元、太陽能電池板集成水冷散熱單元和勻光筒集成水冷散熱單元；

所述聚光太陽能電池單元通過進(jìn)出水管道支撐在碟式拋物面反射聚光器上，匯聚的太陽光線通過所述勻光筒單元入射到所述聚光太陽能電池單元上；所述聚光太陽能電池單元、勻光筒單元上分別設(shè)置有太陽能電池板集成水冷散熱單元和勻光筒集成水冷散熱單元，用于所述聚光太陽能電池單元和勻光筒單元循環(huán)散熱，有效的降低電池溫度，提高電池工作效率。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益的效果是：本發(fā)明采用蛇形凹槽結(jié)構(gòu)，大大增加了冷卻水和聚光太陽能電池板的接觸面積，使得水冷結(jié)構(gòu)對聚光太陽能電池和勻光筒高效循環(huán)水冷散熱。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的種碟式拋物面反射聚光器結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例的勻光筒單元結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明實施例的太陽能電池板集成水冷散熱單元結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明實施例的勻光筒集成水冷散熱單元結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明實施例的三通管結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

聚光式太陽能系統(tǒng)將平行入射的太陽光進(jìn)行匯聚，其聚光倍數(shù)非常高，使得太陽輻射出的能量除了被電池吸收轉(zhuǎn)化為電能和被反射損失之外，很大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，使得聚光太陽能電池的溫度迅速上升，最終對電池的光電轉(zhuǎn)化效率以及一系列的輸出特性造成影響，而且電池長期工作在高溫下會迅速老化從而減少使用壽命，同時也會使得勻光筒溫度升高，易損壞。解決這一問題的最佳途徑是設(shè)計水冷單元，且對所述水冷單元結(jié)構(gòu)設(shè)計有一定的要求，不僅要能夠達(dá)到勻光筒和聚光太陽能電池的水冷散熱效果，還要盡可能使結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計緊湊。

請見圖1，本發(fā)明提供的一種聚光型太陽能電池水冷系統(tǒng)，包括聚光太陽能電池單元1、勻光筒單元2、太陽能電池板集成水冷散熱單元和勻光筒集成水冷散熱單元；聚光太陽能電池單元1通過進(jìn)出水管道31支撐在碟式拋物面反射聚光器上，匯聚的太陽光線通過勻光筒單元2入射到聚光太陽能電池單元1上；聚光太陽能電池單元1、勻光筒單元2上分別設(shè)置有太陽能電池板集成水冷散熱單元和勻光筒集成水冷散熱單元，用于聚光太陽能電池單元1和勻光筒單元2循環(huán)散熱，有效的降低電池溫度，提高電池工作效率。

請見圖2-圖7，本實施例的聚光太陽能電池單元1包括硅電池板11、電池板安裝筒12和聚光太陽能電池板13；硅電池板11安裝在電池板安裝筒12上端部，用于直接吸收太陽光發(fā)電；聚光太陽能電池板13安裝在電池板安裝筒12下底部，用于吸收碟式拋物面反射聚光器匯聚的太陽光發(fā)電。

本實施例的勻光筒單元2包括勻光筒集成水冷散熱單元和勻光玻璃22；勻光筒集成水冷散熱單元是由勻光筒凹槽側(cè)壁211組成的柱體，水槽蓋板212封裝在勻光筒凹槽側(cè)壁211上，作為勻光筒單元2的外壁，冷卻水通過設(shè)置在水槽蓋板212上的進(jìn)出水口332在勻光筒凹槽側(cè)壁211中的蛇形凹槽331內(nèi)循環(huán)散熱；勻光玻璃22固定安裝在勻光筒單元2下底部，用于使碟式拋物面反射聚光器匯聚的太陽光均勻地通過勻光筒單元2后入射在聚光太陽能電池板13上。

本實施例的太陽能電池板集成水冷散熱單元由蓋板322和蛇形鏤空結(jié)構(gòu)的銅片323組成，安裝在聚光太陽能電池單元1的聚光太陽能電池板13上；蓋板322和若干銅片323緊密相連形成蛇形凹槽324；進(jìn)出水管道31通過三通管34與太陽能電池板集成水冷散熱單元的進(jìn)出水口321相連，冷卻水通過設(shè)置在蓋板322上的進(jìn)出水口321在蛇形凹槽324內(nèi)循環(huán)散熱。

本實施例的太陽能電池板集成水冷散熱單元的勻光筒集成水冷散熱單元的相鄰部位通過進(jìn)出水導(dǎo)管31連接口用銅管連接形成循環(huán)水路。

當(dāng)?shù)綊佄锩嫦到y(tǒng)匯聚太陽光時，勻光筒單元2將太陽光均勻化后使太陽光入射到聚光太陽能電池板13，其中一部分太陽光被轉(zhuǎn)化為熱能滯留在聚光太陽能電池板13和勻光筒單元2上。通過外接水泵，將冷卻水通過進(jìn)水導(dǎo)管經(jīng)由進(jìn)水口導(dǎo)入勻光筒集成水冷散熱單元的蛇形凹槽，使勻光筒單元循環(huán)散熱；同時在進(jìn)水導(dǎo)管處設(shè)置分三通管，將一部分冷卻水導(dǎo)入太陽能電池板集成水冷散熱單元，通過進(jìn)、出水口流經(jīng)蛇形冷卻凹槽使電池循環(huán)冷卻散熱。采用蛇形凹槽結(jié)構(gòu)，可增大冷卻水與聚光太陽能電池板和勻光筒側(cè)壁的接觸面積，使受熱面得到充分的冷卻；同時，電池板安裝筒12頂部安裝硅電池板11以給水泵供電。

本發(fā)明可以根據(jù)條件加速水流速度，實現(xiàn)在短時間內(nèi)將太陽能電池的熱量傳導(dǎo)出去，提高太陽能電池聚光效率，保護(hù)電池，同時還可以將排出的熱水收集，供給民用，以實現(xiàn)將熱水二次利用，實現(xiàn)太陽能的高效利用。

本發(fā)明提供的一種雙進(jìn)雙出的蛇形凹槽結(jié)構(gòu)的水冷系統(tǒng)，將蛇形槽式結(jié)構(gòu)運(yùn)用水冷系統(tǒng)中，可以有效的增加水和勻光筒的接觸面積，通過外接水泵可以根據(jù)太陽能電池的工作情況調(diào)節(jié)水流速度，從而實現(xiàn)高效水冷循環(huán)散熱，有效的提高聚光太陽能電池工作效率。本系統(tǒng)遵循節(jié)約能源的理念，將循環(huán)的熱水收集，用于民用，從而實現(xiàn)能量最大化利用。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。