[发明专利]一种通过与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的系统

说明书

一种通过与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的系统，属于太阳能聚光光伏电池散热技术领域。技术要点：包括复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器底部具有下开口，下开口处安装有选择性吸收‑透过‑发射薄膜，选择性吸收‑透过‑发射薄膜贴于聚光光伏电池板上，选择性吸收‑透过‑发射薄膜由基体和置于基体内的纳米粒子组成。将选择性吸收‑透过‑发射薄膜覆盖于聚光光伏电池板上方，让聚光光伏电池光谱响应波段380nm‑1200nm的光谱辐射尽可能多的穿透选择性吸收‑透过‑发射薄膜，同时让太阳能中不能转换为电能的那部分能量尽可能多地转化为8‑13μm的红外热辐射能量，从而达到与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的目的。

技术领域

本发明涉及一种聚光光伏电池冷却的系统，具体涉及一种通过与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的系统，属于太阳能聚光光伏电池散热技术领域。

背景技术

太阳能以其储量的无限性、开发利用的清洁性，成为21世纪解决开发利用化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径之一。太阳能资源的利用按照能量转化方式可以分为光电转换利用、光热转换利用和光化学转换利用，其中太阳能光伏发电不仅具有清洁、安全、便利等优点，而且由于我国太阳能资源十分丰富，适宜太阳能发电的国土面积大等原因，我国政府大力支持发展光伏发电产业。硅太阳能电池是目前最普遍使用的光伏电池，它具有工艺成熟、稳定性好等优势。但是由于硅太阳能电池光电转换效率低、成本高等缺点，必须通过聚焦技术将太阳光汇聚到面积很小的高性能聚光光伏电池上，提高太阳辐射能流密度从而提高光电转换效率进而降低成本。而不能转换为电能的那部分能量将以光子振动的形式积存于转换器内，也就是所谓的热能。由热力学第二定律可知能量转换效率是与转换器的温度有关，即太阳能电池的开路电压随着电池温度升高会降低。聚光光伏电池的散热问题是影响光伏电池性能和系统可靠性的重要因素，因此在设计聚光光伏系统时，必须考虑电池散热问题。

传统的聚光光伏电池散热冷却方式有：风冷、水冷、微通道冷却、热管冷却等。风冷技术是在电池板背面增加翅片，虽然工艺简单，但是散热效果受限；水的传热性能比风的传热性冷好，自然水冷散热效果也要比风冷好，但是却要额外考虑工质间渗漏以及维修安全等问题；微通道冷却是电子产品冷却方面应用广泛，但是其工艺复杂且额外的风机功耗大；热管虽然换热性能好，但是工质必须与热管管材相匹配，而且热管冷却成本高也导致其不适合大规模应用在聚光光伏发电产业中。因此，寻找一种低成本且具有良好换热性能的冷却方法是非常必要的。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供一种通过与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的系统，以解决上述技术问题，达到降低聚光光伏电池表面温度的目的。

本发明提供了一种通过与太空进行辐射换热实现聚光光伏电池冷却的系统，包括复合抛物面聚光器，所述复合抛物面聚光器底部具有下开口，所述下开口处安装有选择性吸收-透过-发射薄膜，所述选择性吸收-透过-发射薄膜贴于聚光光伏电池板上，所述选择性吸收-透过-发射薄膜由基体和置于基体内的纳米粒子组成。

进一步地：所述基体为聚甲基戊烯基体、聚氟乙烯基体或丙烯酸树脂基体，所述纳米粒子为TiO₂或SiO₂。

进一步地：所述基体为聚甲基戊烯基体，其厚度为50μm；纳米粒子为TiO₂粒子。数值分析结果表明，本发明的选择性吸收-透过-发射薄膜在8-13μm波段有高发射率而在光谱响应波段380nm-1200nm具有低吸收率，从而达到与太空进行辐射换热实现降低聚光光伏电池温度的目的。