[发明专利]用于在CPV模块中调节相对湿度水平的装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于在太阳能电池模块内部调节相对湿度水平的装置及方法。该装置及该方法还具体地适用于聚光光伏(CPV)模块。

背景技术

在CPV模块中，入射光(具体太阳辐射)通过包括例如诸如菲涅耳透镜或球面透镜这样的镜片或透镜的光学系统被聚集到光伏电池上。从而，电池被放置在透镜的焦点处。一般，为了使CPV模块最佳地定向朝向入射光，具体跟随天空中最亮的区域，则这种CPV模块被单独地或以阵列组合地安装在追踪单元上。优选地，由于环境的影响，所以CPV模块应该被完全地密封以避免太阳能电池和其它的电子组件(例如旁路二极管或电子布线)的退化。具体地，相对湿度的在模块中的升高水平，其可导致在特定环境条件下位于模块内部的组件上凝结水蒸汽。

用于解决在太阳能模块内部的凝结和湿度的问题的多个现有技术的方法是已知的。第一个方法基于完全密封的太阳能模块。现有技术文献W02011085086A2公开了一种完全密封的太阳能模块，其中，在热循环期间，太阳能模块连接到适应于在太阳能模块内部的压力变化的扩展包。可选地，补充的除湿单元安装以移除已渗透在密封模块中的水分。由于扩展包的巨大尺寸，所以这个方法不能很好地适应于大的CPV模块和工厂。

在另一公开在现有技术文献W02009146842A1中的方法中，一种吸收剂或除湿单元连接到模块，该吸收剂或除湿单元的作用是干燥进入空气。吸收是一种导致水蒸汽分子的物理-化学固定在固体表面上的现象，具体地，作为例如以高孔隙率为特征的硅胶的吸收剂或除湿材料。通过吸收剂单元利用风扇来风吹来自模块外部的潮湿空气，具体地，该吸收剂单元包括作为吸收额外的水分的硅胶吸收材料，并且干燥空气被直接发送到CPV模块。然而，随着时间的推移，吸收剂变得饱和并且必须被再生以移除水分。这个再生通常发生在吸收单元之后测量的相对湿度在特性限制之上的时候，并且再生持续时间取决于这个相对湿度水平。这个再生通过如下过程来保证：使被加热到温度60℃之上的空气通过，并且潮湿热空气必须被排出到外部。

这个再生阶段是高耗能的，并且需要保证空气流动的一种有源装置(具体风扇)。此外，甚至当外部的气象条件为最佳以避免使用干燥模块时(该最佳的外部气象条件具体为模块外部的升高的外部温度和低的相对湿度)，缺乏监督控制和通信导致干燥单元的不必要的使用。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于在太阳能电池模块内部调节相对湿度水平的装置及方法，该装置和方法避免上述缺点。

具体地，本发明涉及一种用于在CPV模块中调节相对湿度水平的装置，所述装置包括：除湿单元，所述除湿单元经由导管连接到所述模块，所示模块还可连接到环境大气；所述装置包括切换机构，所述切换机构由调节单元致动，允许所述模块和所述除湿单元之间或所述模块和环境大气之间的空气流动。

这个调节使得能够限制所述除湿单元的使用，从而减少由于再生阶段的能量消耗，并且通过减少除湿单元的使用，防止后者的饱和沉积。通过调节除湿单元的能力，有可能针对包括至少一个模块的CPV系统来创建自动调整和免维护的湿度调节单元。

在另外的有利实施方式中，所述湿度调节装置的所述调节单元包括：至少一个传感器，其适应于测量参照所述模块的内部的物理值；或者至少一个传感器，其适应于测量参照所述模块的外部的物理值，并且其中，所述调节单元记录这些测量，并且将这些测量与预定阈值进行比较，以致动所述切换机构。

在另外的有利实施方式中，所述湿度调节装置的所述调节单元包括：至少一个传感器，其适应于测量参照所述模块的内部的物理值；和至少一个传感器，其适应于测量参照所述模块的外部的物理值，并且其中，所述调节单元记录它们的测量，并且对它们的测量进行对比，以致动所述切换机构。所测量的物理值可分别地是所述模块内部和外部的温度、相对湿度、和压力。

这两个实施方式提供了这样的有益影响，其中所述湿度调节装置的智能调节成为可能，具体地考虑到任何可能的环境因素与CPV系统的良好功能性的相关性，该环境因素具体地为与凝结直接相关的热力学参数。

在另外的有利实施方式中，所述湿度调节装置的所述模块经由在交叉点处连接到所述第一导管的第二导管而连接到环境大气，所述切换机构包括：第一阀门，其放置在所述除湿单元和所述交叉点之间的所述第一导管上；第二阀门，其放置在所述交叉点和所述环境大气之间的所述第二导管上。

在另选的实施方式中，所述湿度调节装置的所述模块经由在交叉点处连接到所述第一导管的第二导管被连接到环境大气，所述切换机构包括放置在所述交叉点处的L阀门。