CN212810315U - 一种基于石墨烯强化散热的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，包括光伏组件背板、导热胶、石墨烯薄膜和散热片，所述光伏组件背板表面设有所述石墨烯薄膜，所述光伏组件背板与所述石墨烯薄膜的一面通过所述导热胶连接，所述石墨烯薄膜的另一面通过所述导热胶连接所述散热片。本申请将光伏组件的背板上利用导热胶粘连石墨烯薄膜及散热片，可以将组件的热量通过石墨烯薄膜更好地散发出去，石墨烯具有非常强的将高热量传递至低热量的部位的能力，从而能够降低组件温度，提高光电转换效率，同时有效延长使用寿命。对于具有热斑的光伏组件效果更加明显，可将局部高热量均匀散发至整体，从而降低局部温度，提高组件功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能设备领域，具体涉及一种基于石墨烯强化散热的光伏组件。
背景技术
随着全球太阳能发电技术进步以及传统不可再生能源的减少，太阳能将成为重要的可再生清洁能源之一，被越发广泛地使用。在实际并网测试中，光伏板仅有不足15-20％光能转化为电能，转化效率较低，其余能量除了散失都转化为了热能，这些热能大部分被光伏组件自身吸收，使光伏板的工作温度升高，甚至高达80℃。研究表明，温度每升高1℃,太阳能电池的峰值功率损失率约为0135～0145％。工作在20℃的硅太阳能电池,其输出功率要比工作在70℃的高20％。常规的光伏组件虽然结构简单，但是无法有效解决散热问题，导致光伏板寿命短，效率低。
自从2004年石墨烯的发现，它的的导电性、导热性等各种优异性能不断被运用于各个产业。石墨烯的理论导热系数能达到5300w/mk，而金属里面导热性能很好的银的导热系数才只有429w/mk。因此，使用石墨烯材料是能够解决光伏组件散热不足的问题。而在背板利用工艺手段添加一层石墨烯薄膜，以及散热片形成复合结构，能够有效解决散热问题，同时提高光电转换效率。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
根据本实用新型的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，包括光伏组件背板、导热胶、石墨烯薄膜和散热片，所述光伏组件背板表面设有所述石墨烯薄膜，所述光伏组件背板与所述石墨烯薄膜的一面通过所述导热胶连接，所述石墨烯薄膜的另一面通过所述导热胶连接所述散热片。
在一些实施方式中，所述散热片为铝制散热片，包括散热底板和多组散热肋片，所述散热肋片底端位于所述散热底板表面且与所述散热底板一体成型。
在一些实施方式中，横向相邻的多组所述散热肋片之间设有凹槽，纵向相邻的多组所述散热肋片之间设有间隙。
在一些实施方式中，所述散热肋片底端到顶端的距离为8mm-10mm。
在一些实施方式中，所述散热肋片的横截面为矩形。
在一些实施方式中，所述石墨烯薄膜的材质为氧化石墨烯。
在一些实施方式中，所述导热胶的导热系数为0.8W/m*K。
本实用新型提供的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其有益效果在于将光伏组件的背板上利用导热胶粘连石墨烯薄膜及散热片，可以将组件的热量通过石墨烯薄膜更好地散发出去，石墨烯具有非常强的将高热量传递至低热量的部位的能力，从而能够降低组件温度，提高光电转换效率，同时有效延长使用寿命。对于具有热斑的光伏组件效果更加明显，可将局部高热量均匀散发至整体，从而降低局部温度，提高组件功率。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施方式的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件的结构示意图；
图2为本实用新型的一种实施方式的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件的散热片的侧视结构示意图；
图3为本实用新型的一种实施方式的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件的散热片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步详细的说明。
如图1～图3所示：
根据本实用新型的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，包括光伏组件背板1、导热胶2、石墨烯薄膜3和散热片4，光伏组件背板1表面设有石墨烯薄膜3，光伏组件背板1与石墨烯薄膜3的一面通过导热胶2连接，石墨烯薄膜3的另一面通过导热胶2连接散热片4，该设计使得石墨烯薄膜3位于光伏组件背板1和散热片4之间，通过石墨烯薄膜3更好的向散热片4传递热量。
散热片4为铝制散热片，包括散热底板41和多组散热肋片42，散热肋片42底端位于散热底板41表面且与散热底板41一体成型，加装散热片4的目的为了增加散热器与空气的接触面积。
横向相邻的多组散热肋片42之间设有凹槽43，纵向相邻的多组散热肋片42之间设有间隙44，由于石墨烯薄膜3的强散热性能更多的是在平面方向上，而不是竖直方向上，所以需要通过散热片4将热量沿竖直方向传递出去。
散热肋片42底端到顶端的距离为8mm-10mm，可以设置较为密集的散热肋片42。
散热肋片42的横截面为矩形，利于散热和制造。
石墨烯薄膜3的材质为氧化石墨烯，由于氧化石墨烯是含有丰富含氧官能团的石墨烯衍生物，可通过化学氧化剥离廉价的石墨而得，具有良好的水溶性，易于成膜。
导热胶2的导热系数为0.8W/m*K，此种导热胶导热较好，且兼具较强的粘性，耐久度很强，使用寿命长。
具体使用步骤，光伏组件背板1为普通太阳能光伏组件的TPT背板，光伏组件背板1上使用导热系数为0.8W/m*K的导热胶2粘连上石墨烯薄膜3以及散热片4。采用0.8W/m*K导热系数的导热胶的原因是，此种导热胶导热较好，且兼具较强的粘性，耐久度很强，使用寿命长。需使用辊子将导热胶2均匀涂抹在背板上，边缘及角落地方使用小毛刷将导热胶2刷平。然后贴上石墨烯薄膜2，用相同的方法再黏贴上散热片4。散热片采用10mm厚度的铝制散热片,均匀覆盖在背板上。采取此种方法可以减小空隙，避免空气热阻，之后自然风干，再并入电网发电。
光伏组件背板1上的热量通过石墨烯薄膜3传导至散热片4上，再将热量散发至空气中。由于导热胶2导热性能较好，且覆盖均匀平整。而石墨烯薄膜3很薄，可以减小热阻，使石墨烯薄膜与光伏组件背板1之间几乎没有空隙。进而可以最大化地利用石墨烯薄膜3的面散热能力，将组件内部及背板的热量传导至散热片4上。
散热片4的热量是通过与空气发生热传导和热辐射散发到空气中的。加装散热片4的目的为了增加散热器与空气的接触面积，由于石墨烯薄膜3的强散热性能更多的是在平面方向上，而不是竖直方向上，所以需要通过散热片4将热量沿竖直方向传递出去。而本申请的结构中，石墨烯薄膜3则是起到了将光伏组件背板1的热量与散热片4的传递的媒介作用。通过这种方法加快散热，进而提升发电效率。
以上仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也视为实用新型保护之内。
Claims (7)
1.一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，包括：光伏组件背板(1)、导热胶(2)、石墨烯薄膜(3)和散热片(4)，所述光伏组件背板(1)表面设有所述石墨烯薄膜(3)，所述光伏组件背板(1)与所述石墨烯薄膜(3)的一面通过所述导热胶(2)连接，所述石墨烯薄膜(3)的另一面通过所述导热胶(2)连接所述散热片(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，所述散热片(4)为铝制散热片，包括散热底板(41)和多组散热肋片(42)，所述散热肋片(42)底端位于所述散热底板(41)表面且与所述散热底板(41)一体成型。
3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，横向相邻的多组所述散热肋片(42)之间设有凹槽(43)，纵向相邻的多组所述散热肋片(42)之间设有间隙(44)。
4.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，所述散热肋片(42)底端到顶端的距离为8mm-10mm。
5.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，所述散热肋片(42)的横截面为矩形。
6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，所述石墨烯薄膜(3)的材质为氧化石墨烯。
7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯强化散热的光伏组件，其特征在于，所述导热胶(2)的导热系数为0.8W/m*K。
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