CN201000895Y - 主动风冷聚光太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种主动风冷聚光太阳能电池组件，属于太阳能利用技术领域。该电池组件主要由线形聚光器、太阳能电池组件阵列、支架构成，线形聚光器反射面朝上，固定安装在所述支架下方，太阳能电池组件阵列分成两组，按预定夹角呈V形安装在所述支架中心线两侧上方，朝向聚光镜，当跟踪对准太阳时，线形聚光镜形成的光斑宽度不小于太阳能电池组件阵列的宽度，太阳能电池组件还包括风道和风扇，风道由太阳能电池组件阵列及固定在附近的侧板构成，风扇安装在风道的端头。本实用新型可以保证聚光后太阳能电池仍能工作在允许的温度范围内，且有效解决了聚光后散热成本高、系统复杂的问题，有助于提高性能价格比，便于进入规模化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池组件，尤其是一种主动风冷聚光太阳能电池组件，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
能源日益紧缺和环境污染的压力促使世界各国掀起了开发、利用太阳能和可再生能源的热潮，开发和利用太阳能已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。从远期看，光伏发电将部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充。因此光伏发电无论在环境保护方面还是在能源战略方面都具有重大意义。世界光伏组件在过去15年间的平均年增长率超过15％。近几年来，平均年增长率超过30％。预计2020年以前将以20％-30％甚至更高的递增速度发展。
目前，得到应用的主要是固定安装、不聚光的普通太阳能光伏发电系统，虽然其成本不断下降，但是仍然很高，因此制约了向替代能源迈进的步伐。特别是我国，生产太阳能电池的原材料(如太阳硅原料、封装材料和浆料等)基本依赖进口，随着太阳能电池产量的大幅上升，许多厂家面临着缺乏原材料的窘境。
为了解决这个问题，人们开始研究采用聚光光伏发电技术。由于聚光光伏电池工作于高光强、大电流下，其工作温度的升高将使聚光电池性能下降，而散热器结构对降低聚光电池的温度起关键作用。散热器分主动式冷却和被动式冷却。主动式冷却采用风扇、流动的水或其它介质将聚光组件工作时产生的热量带走，以冷却太阳电池。而被动冷却是将太阳电池方阵产生的热量通过散热器直接散发到大气中。对于大规模应用和高聚光比的情况，应考虑使用主动式冷却。然而，申请人经过研究比较发现，现有技术存在以下问题：聚光后的散热成本很高，导致系统性能价格比不高，不能早日进入规模化生产阶段。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对以上现有技术存在的问题，通过建立流通风道，利用风扇对电池组件进行强制对流风冷，提出一种实用性强的主动风冷聚光太阳能电池组件，该电池组件的温度可以控制在正常工作温度范围，且成本经济，能够降低系统制造费用。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种主动风冷聚光太阳能电池组件，主要由线形聚光器、太阳能电池组件阵列、支架构成，所述线形聚光器反射面朝上，固定安装在所述支架下方，所述太阳能电池组件阵列分成两组，按预定夹角安装在所述支架中心线两侧上方，朝向聚光镜，当跟踪对准太阳时，所述线形聚光镜形成的光斑宽度不小于太阳能电池组件阵列的宽度，所述太阳能电池组件还包括风道和风扇，所述风道由太阳能电池组件阵列及固定在附近的侧板构成，所述风扇安装在风道的端头。
与现有技术方案相比，本实用新型以简单合理的结构设计，保证了数倍聚光后太阳能电池仍能工作在允许的温度范围内，且有效解决了聚光后散热成本高、系统复杂的问题，有助于提高性能价格比，便于进入规模化生产。
附图说明
下面结合附图和典型实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为实施例一的结构示意图。
图2为实施例二的结构示意图。
图3为太阳能电池组件与翅片式散热器的位置关系示意图。
图4为太阳能电池组件与板材所组成风道的示意图。
图5为图4的侧视图。
图6为实施例二中所述的一种结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的主动风冷聚光太阳能电池组件如图1所示，包括线形聚光器1、太阳能电池组件阵列2、支架3、风道4、风扇5，其中线形聚光器1反射面朝上，固定安装在支架3下方，太阳能电池组件阵列2分为两组，按预定夹角呈V形安装在支架3中心线两侧，并朝向线形聚光器1放置，每列聚光器的反射镜反射的光线照射到对应一侧的太阳能电池阵列上，且照射宽度比被照射的太阳能电池阵列宽度略宽。本实施例独特的风道式主动风冷散热系统也如图1所示，风道4由太阳能电池组件阵列及其周边的侧材组成，风扇5安装在风道4的端头。图中仅显示了风扇安装在风道一端的结构，事实上，为了进一步增加散热效果，还可以采用一端安装向风道内送风的风扇，另一端安装排风扇的结构，增加强制对流的效果。
风道4位于太阳能电池组件阵列2正面，风道4截面为梯形，上底由太阳能电池组件阵列2正面构成，两边中的靠中心轴一边由内表面反光板材6a构成，另一边由高透光板材6b构成。在风扇5的作用下，散热表面空气具有所需的流速，从而增加了表面对流换热系数，提高了散热系统的散热能力，保证电池组始终工作在允许的温度条件下(参见图4和图5)。上述风道4没有安装梯形截面的下底，是开放的，当然根据需要，可增加下底，采用高透光板材6c，风道整体为密闭式。
常规太阳能电池组件的结构为：钢化超白玻璃/EVA/太阳能电池/EVA/TPT，进行层压，为了提高太阳能电池组件的散热性能，本实施例以金属板(如氧化铝板)来代替TPT，同时为了使EVA适应聚光条件，可改变EVA的配方，这样太阳能电池组件的结构改变为：钢化超白玻璃/改性EVA/太阳能电池/改性EVA/金属板，进行层压。
实施例二
如图2所示，本实施例在实施例一的基础上，与呈V形安装的电池组件2背面搭建另一截面为扇形、梯形或者其他形状的风道4，以此来加强太阳能电池组件2背面的散热能力，进一步增强散热系统的整体散热能力。该风道的顶部为辅助板材7。
为了进一步增强散热性能，可将实施例一中太阳能电池组件2中的金属板更换为金属散热器8，图3所示为底板为金属散热器的电池组件结构。其中金属散热器8通过特制导热胶9与太阳能电池10连接。
实施例三
本实施例的主动风冷散热系统如图6所示，与实施例一的基本结构相同，主要区别在于：太阳能电池组件阵列2呈Λ形安装，风道4在太阳能电池组件阵列2背面，呈梯形截面，其中太阳能电池组件阵列2背面是梯形的上底，梯形的两边与下底均为辅助板材7。当然如实施例一同样的道理，在一定条件下，不一定组成密闭的风道结构，可以不使用高透光板材6c，
为了进一步增强散热能力，可以由呈Λ形的太阳能电池组件阵列2正面形成扇形截面风道4。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (6)
1、一种主动风冷聚光太阳能电池组件，主要由线形聚光器、太阳能电池组件阵列、支架构成，所述线形聚光器反射面朝上，固定安装在所述支架下方，其特征在于：所述太阳能电池组件阵列分成两组，按预定夹角安装在所述支架中心线两侧上方，朝向聚光镜，当跟踪对准太阳时，所述线形聚光镜形成的光斑宽度不小于太阳能电池组件阵列的宽度，所述太阳能电池组件还包括风道和风扇，所述风道由太阳能电池组件阵列及固定在附近的侧板构成，所述风扇安装在风道的端头。
2、根据权利要求1所述主动风冷聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述两组太阳能电池组件阵列呈V字形安装，所述风道位于太阳能电池组件阵列正面，截面为梯形，上底由太阳能电池组件阵列正面构成，两边中靠近中心轴的一边由内表面反光板材构成，另一边由高透光板材构成。
3、根据权利要求2所述主动风冷聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述V形安装电池组件背面还制有扇形截面风道。
4、根据权利要求1所述主动风冷聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池组件阵列呈Λ形安装，所述风道位于太阳能电池组件阵列背面，呈梯形截面。
5、根据权利要求4所述主动风冷聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池组件阵列正面构成扇形截面风道。
6、根据权利要求1至5任一所述的主动风冷聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述电池组件通过导热胶与金属散热器连接。
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