[发明专利]一种利用相变材料强化水面光伏组件散热的装置

说明书

本发明公开了一种利用相变材料强化水面光伏组件散热的装置，它包括光伏组件、相变材料，金属盒、浮体材料。将相变材料封装于金属盒内并置于光伏组件的背面，在金属盒底部粘贴好浮体材料。本发明通过将相变材料与水面光伏组件相结合，利用相变材料在相变过程中吸收热量且温度维持稳定不变的原理，不仅可以防止光伏板温度过高，提高光伏组件的发电效率，还可以延长其使用寿命，且此装置制备工艺简单，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种利用相变材料强化水面光伏组件散热的装置，属于光伏组件领域。

背景技术

社会发展对能源需求的不断增加导致了煤、石油等化石燃料的极度紧缺以及环境问题的日益突出，清洁能源得到了越来越广泛的关注。太阳能作为清洁能源中的一种，具有无污染，可再生的优点。光伏发电是太阳能能源利用中的一种，具有安全可靠、无噪声、无污染排放等优点。然而由于太阳能的能量密度低，传统的地面光伏电站需要占用大量的土地资源，使得发电成本过高。水面光伏的出现为这种情况提供了一种解决方案，水面光伏可以适应各种水面，如海洋、湖泊、水库、鱼塘等，利用闲置的水面资源，可以大大减少土地使用面积。此外，水面光伏组件可以有效遮蔽水面，减少水体蒸发，抑制藻类生长，有利于水污染的治理，提高水环境质量。

温度对光伏组件的发电效率有着极大的影响，在一定温度范围内，当光伏组件温度增加1℃时，其发电效率会下降0.45%。在夏季温度较高的情况下，光伏组件由于太阳辐射产生的热量以及光电转换过程中产生的热量使得光伏组件温度升高，影响光伏组件的发电效率和组件寿命。水面光伏的发电区域虽然位于水面，但光伏板与水无直接接触，在辐照度和温度较高的情况下，光伏组件热量难以及时散去，还是会导致组件过热。

相变材料具有在相变过程中吸收或放出潜热，而温度基本保持不变的特性。相变材料可将能量以热能的形式储存起来，以供需要时使用。但是由于相变过程中体积变化，会使得材料过压以及形成中孔，导致相变材料导热性能下降。相变材料微胶囊（MEPCM）通过某种高分子材料将相变材料包覆成微小粒子，包覆膜既可以防止相变材料与其他物质接触，避免相变材料与周围环境的反应；也可以增大传热面积，提高相变材料导热效果，并适应相变材料相变过程中体积的变化，避免过压和中孔的产生。

综上所述，本专利通过相变材料具有吸热和储能的特性，将相变材料与水面光伏组件相结合，可有效降低组件温度并维持组件温度在较为稳定的范围内，提高组件寿命。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种利用相变材料强化水面光伏组件散热的装置，其效果明显，通过强化光伏组件的散热，从而达到提高光伏组件发电效率和其使用寿命的目的。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种利用相变材料强化水面光伏组件散热的装置，它包括：光伏组件、相变材料、金属盒、浮体材料，所述相变材料置于金属盒内封装好，所述金属盒置于光伏组件背面，所述浮体材料置于金属盒底部。

优选地，上述金属盒为中空的密闭立方体，所述相变材料置于金属盒的中空空间内。

优选地，光伏组件应选取非晶硅薄膜太阳能电池。

优选地，相变材料应选用相变材料微胶囊（MEPCM）。

优选地，金属盒的长和宽应等于或略大于光伏组件的长和宽，保证光伏组件可以完整覆盖于金属盒之上。

优选地，金属盒的材料应选取铝合金，并涂上防水涂层，保证装置整体质量不过大同时保证金属盒具有一定的使用寿命。

优选地，金属盒与光伏组件之间采用导热硅胶相粘结。

优选地，金属盒与光伏组件使用导热硅胶部分的四周涂匀一层防水涂层。

优选地，金属盒底部应完整贴满浮体材料。