[发明专利]一种水面光伏蒸发冷却散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及热能工程领域，更具体的说是涉及一种水面光伏蒸发冷却散热装置。

背景技术

在能源环境与安全面临严重挑战的当下，太阳能光伏发电作为一种具有清洁、环保特点的可再生能源技术得到了越来越广泛的关注。光伏发电技术应用受到城市中密集的建筑群、土地资源稀缺等因素严重限制的背景下，近年来水上光伏发电系统得到广泛应用，通过将光伏板安装在水面上进行发电的技术措施以解决光伏发电与土地占用之间的矛盾问题。同时，当太阳辐射强度过高时，电池温度过高、发电效率过低一直是阻碍光伏发电进一步发展的不利影响。目前施用于光伏冷却的散热技术主要还是以自然对流冷却或强制风冷或水冷为主。自然对流冷却具有结构简单、初始投资少的优点，但传统自然对流的表面自然对流换热系数较小，散热能力在很大程度上无法满足要求；强制风冷或水冷通过风机或水泵驱动空气或水强制流过光伏板表面以对流换热的方式带走光伏板的热量，而风机或水泵所耗的功大多以牺牲光伏模块自身的功率输出为代价，整体功率输出提升作用并不明显。因此以上两种冷却方式具有冷却效率低、耗功多和系统发电效率提升不明显等缺陷。因此，如何能提高光伏板冷却效率，减少光伏冷却自身的寄生功率耗散，进一步提升光电转化效率，成为国内外研究光伏冷却问题的难点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种结构简单、容易实现的水面光伏蒸发冷却散热装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种水面光伏蒸发冷却散热装置，其特征是，由光伏板、多孔蒸发结构、支架、底座、水池组成；所述多孔蒸发结构由第一多孔介质层、第二多孔介质层、第三多孔介质层、多孔介质肋柱以及基座组成；所述第一多孔介质层与第二多孔介质层由外往里依次分布在基座上；所述第一多孔介质层分布在最外层，所述第二多孔介质层分布在第一多孔介质层内侧；所述光伏板固定于基座的上表面；所述第一多孔介质层与所述第二多孔介质层的下表面加工有槽道；所述第三多孔介质层位于所述第二多孔介质层内侧，第三多孔介质层每边分别通过多孔介质肋柱与第二多孔介质层相邻边相连；所述第一多孔介质层与第二多孔介质层的下半部分置于水池中，所述第一多孔介质层置于水池中的部分与支架的上端固定，所述支架的下端与位于所述水池底部的底座相连，所述第三多孔介质层和多孔介质肋柱位于水池水面上方，第三多孔介质层和多孔介质肋柱高度比第一多孔介质层与所述第二多孔介质层低。

所述多孔蒸发结构的孔隙率为10％-95％。

所述第一多孔介质层与第二多孔介质层为规则多边形，也可为不规则多边形或圆形，优选为四边形结构。

所述第一多孔介质层与所述第二多孔介质层下表面的槽道的形状为矩形、三角形或多边形，槽道的布置为均匀布置，也可为非均匀布置。

所述多孔介质肋柱的单边的个数可为1-10个，优选为1个。

本发明的特点以及产生的有益效果是：通过采用相变蒸发冷却太阳能光伏电池，能够大幅降低电池的传热热阻，提升电池的效率及使用寿命；而光伏板的背面设置的多孔蒸发结构，一方面起到了维持相变蒸发过程的作用，一方面能够避免传统风冷及水冷冷却不均匀现象，使得光伏板能够得到较为均匀的冷却；整个冷却散热过程中无需耗功，属于被动式冷却散热装置，技术经济价值较高；此外，肋柱不仅起到水分传输的作用，同时还起到了空气扰流以及扩展蒸发相变界面区域的作用，达到了强化传热的目的；多孔蒸发装置既起到了支撑光伏板作用，同时达到了冷却光伏板的目的，简化了装置的复杂程度及现场施工难度；

附图说明

图1所示为本发明一种水面光伏蒸发冷却散热装置示意图；

图2所示为本发明一种水面光伏蒸发冷却散热装置中多孔蒸发结构示意图；

图3所示为本发明一种水面光伏蒸发冷却散热装置中多孔蒸发结构俯视图；

图中：1.光伏板，2.多孔蒸发结构，3.支架，4.底座，5.水池。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。