[实用新型]一种基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器

说明书

本实用新型公开了一种基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器，包括多个光伏光热模块、壳体及摆动轴驱动机构；多个光伏光热模块安装在壳体内，光伏光热模块包括盒体和摆动轴，盒体的中部设有封板，封板上设有若干与摆动轴配合的凹槽，每个凹槽内分别安装有一摆动轴，盒体的顶板上设有流入管，每个光伏光热模块的流入管分别与工质流入集环连通；盒体侧板上设有流出管，每个光伏光热模块的流出管分别与工质流出集环连通；摆动轴上设有若干冲击孔，盒体的底板上设有若干太阳能电池，摆动轴驱动机构能够驱动摆动轴旋转。本实用新型结构简单，成本低，且能够有效提升太阳能高倍光伏光热复合接收器的能量转换效率、运行可靠性和服役寿命。

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏/光热综合利用技术领域，特别涉及一种基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器。

背景技术

当前，鉴于化石能源短缺和环境污染的双重压力，人们对清洁的可再生能源利用技术产生极大兴趣。太阳能是清洁环保、储量巨大和分布广泛的可再生能源，开发和利用太阳能进行发电是实现人类可持续发展的重要途径之一。我国是太阳能资源十分丰富的国家之一，太阳能的开发与利用具有巨大的潜力。高倍聚光型光热光电综合利用技术（HCPVT）将聚光技术与光热光电技术相结合，不仅可以通过提高光伏电池表面的辐射强度使光伏电池的输出电功率增加，而且能有效的减少光伏电池的使用面积以降低其成本，另外还可以回收热能，有效的提升系统的能量利用综合效率。

HCPVT系统中密集阵列电池组件的高效冷却是其正常且长寿命发电运行的关键问题，也是聚光光伏领域的重大挑战之一。光伏电池的冷却方式可分为被动冷却和主动冷却。由于密集阵列光伏电池组件的散热接触面积非常有限，被动冷却将不足以可靠的实现电池散热。而主动冷却是通过泵驱动散热器通道中换热介质带走电池热量，具有在任何环境条件下调节电池温度的潜力和能力，以及方便的收集热能并进行后续利用，是HCPVT系统的首选配置。HCPVT系统主动冷却形式也具有多样性，目前最受关注且适于密排光伏电池组件的主要有微通道冷却、液浸冷却和射流冲击冷却(也称喷射冷却)等。射流冲击冷却虽然具有非常高的换热能力，在HCPVT系统具有一定应用。但是HCPVT系统的运行工况是复杂的，例如聚焦能量的非均匀性或光学误差导致了非均匀聚焦能量分布，常规的射流冲击冷却是几何特征确定的，射流冲击换热能力分布具有固定性，不能很好的适应变化着的太阳能电池表面的热流边界，通常运行在非均匀温度工况下，这会降低光伏光热接收器的发电效率和运行可靠性，以及服役寿命。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一阵结构简单、紧凑，成本低；能实现射流冲击角度的动态变化，使得射流冲击冷却能很好的适应太阳能电池表面变化着的热流边界，实现密集阵列光伏电池的均匀可靠控温的基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器。

本实用新型采用的技术方案是：一种基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器，包括多个光伏光热模块、壳体及摆动轴驱动机构；所述的多个光伏光热模块安装在壳体内，多个光伏光热模块围成一多边形腔体结构；所述的光伏光热模块包括盒体和摆动轴，盒体的中部设有封板，封板将盒体内腔分为上腔体和下腔体；封板上设有若干与摆动轴配合的凹槽，每个凹槽内分别安装有一摆动轴，摆动轴能够在凹槽内转动；所述的盒体的顶板上设有流入管，每个光伏光热模块的流入管分别与工质流入集环连通；盒体侧板上设有流出管，流出管位于封板下方，每个光伏光热模块的流出管分别与工质流出集环连通；摆动轴上设有若干冲击孔，冲击孔沿着摆动轴的径向贯穿摆动轴；盒体的底板上设有若干太阳能电池，盒体的底板朝向壳体中心设置；摆动轴驱动机构能够驱动摆动轴旋转。

上述的基于摆动阵列射流冷却的太阳能光伏光热接收器中，所述的光伏光热模块的盒体包括上盒体和下盒体，上盒体的底部通过螺栓固定安装在下盒体顶部，上盒体的底板和下盒体的顶板之间设有密封圈，上盒体的底板和下盒体的顶板构成封板；摆动轴通过滚动轴承固定在封板凹槽内，摆动轴与上盒体、下盒体两端接触位置设有密封圈。