[发明专利]一种太阳能电池排布方式的相变液冷系统

说明书

本发明涉及高倍聚光密排电池散热领域，具体涉及一种太阳能电池排布方式的相变液冷系统；包括底部设有进液口、顶部有出液口的相变液冷接收器，所述相变液冷接收器的出液口和进液口之间通过管路顺次串接有换热器、冷却工质储罐、第一抽液泵；所述换热器的内部缠绕有设有进液口和出液口的盘管，盘管的进液口与出液口之间通过管路顺次连接有第二抽液泵和换热工质储罐；所述相变液冷接收器倾斜设置，相变液冷接收器的内部相对的一组内侧壁上连接有若干个彼此平行且呈阶梯式排列的太阳能电池;密排电池阶梯式排布，减少了气泡对电池正面入射光线的影响；使得相变液冷接收器内部流体的密度差异也呈现阶梯式分布，增加了流体自运转推动力，降低冷却系统能耗。

技术领域

本发明涉及高倍聚光密排电池散热领域，具体涉及一种太阳能电池排布方式的相变液冷系统。

背景技术

随着工业的快速发展，全球化石能源短缺，作为清洁可再生的太阳能资源备受瞩目。在众多太阳能利用的技术中，聚光光伏发电技术以其低成本而迅速成为研究热点和前沿。随着太阳能电池的快速发展和电池材料的提高，采用多结聚光太阳能电池的高倍聚光光伏系统被认为是前景较好的利用太阳能的发电系统。主要优势是具有较高的发电效率和相对较低的发电成本。然而，虽然目前高倍聚光光伏系统中应用的多结电池发电效率高达46%，但是仍有大于50%的太阳能转化为热量，电池的发电效率会随着太阳能电池温度的升高而降低，尤其是在高倍聚光条件下，热量的累积会使电池效率急剧下降；同时电池组件各部位的热膨胀系数不同，长期热应力的作用可能破坏电池组件，降低光伏系统的运行寿命。因此，在高倍聚光条件下多结电池的有效散热问题亟待解决。

目前，高倍聚光太阳能电池散热技术主要有喷射流冷却、微通道冷却、两相流冷却、纳米流体冷却以及上述冷却方式的结合应用等。但上述冷却方式都是间壁式冷却，这只能利用电池的背面来散热，在很大程度上提高了冷却过程中的间壁热阻，降低传热效果；且很难进一步降低电池和冷却剂间热阻以满足更高聚光比和电池散热均匀性的要求，开发并研究非间壁散热方式是未来研究重点。研究发现，低沸点液体直接接触浸没冷却方法，实现高倍聚光光伏系统中聚光太阳能电池的有效散热。这一方法使得电池与冷却液体直接接触，将传统的间壁热阻转换为流体与电池表面的边界层热阻，大大降低传热阻力；电池的正反面同时与冷却液体接触，增加电池的散热面积；同时，在低沸点工质受热相变过程中产生气泡的汽提作用推动流体的自运转，降低冷却系统能耗。但是研究发现，低沸点工质冷却电池时，受热后流体相变产生的气泡会对电池正面的入射光线产生较大的负面影响。

发明内容

本发明为解决低沸点液体直接接触浸没冷却电池时，低沸点流体受热后流体相变产生的气泡会对电池正面的入射光线产生较大的负面影响，提供一种太阳能电池排布方式的相变液冷系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种太阳能电池排布方式的相变液冷系统，包括底部设有进液口、顶部有出液口的相变液冷接收器，所述相变液冷接收器的出液口和进液口之间通过管路顺次串接有换热器、冷却工质储罐、第一抽液泵；所述换热器的内部缠绕有盘管，所述盘管设有进液口和出液口，盘管的进液口与出液口之间通过管路顺次连接有第二抽液泵和换热工质储罐；所述相变液冷接收器呈箱体形且倾斜设置，相变液冷接收器的内部相对的一组内侧壁上连接有若干个彼此平行且呈阶梯式排列的太阳能电池，太阳能电池的两个端部分别与相变液冷接收器的一组内侧壁连接固定连接；呈阶梯式排列的太阳能电池的倾斜方向与相变液冷接收器的倾斜方向一致；所述第一抽液泵和第二抽液泵共同连接有调节器；所述太阳能电池连接有蓄电池，所述蓄电池连接调节器为第一抽液泵和第二抽液泵供电。