[发明专利]太阳能发电板散热装置及控制方法

说明书

本发明涉及一种太阳能发电板散热装置，包括基于太阳能热量进行能量转换的热电模块和斯特林热机，基于斯特林热机驱动的散热风扇，利用塞克贝原理来启动热机的启动器，基于斯特林热机驱动的直流发电机、传动装置、启动电机与传动装置的连接件以及控制电路。本发明实现了太阳能发电板的散热功能，并利用太阳能发电板的热能进行发电，利用塞贝克原理实现斯特林热机的自启动。本发明实现了太阳能发电板的散热、能量多级利用、余热回收、热机自启动等功能，不仅能提高太阳能发电板的发电效率，还能够将热能转化为电能。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别是涉及基于斯特林热机的太阳能发电板散热及余热吸收装置。

背景技术

现如今，环保意识越来愈强，我国提出争取在2060年前实现碳中和，那么为了达成这一目标，大力发展新能源是一个有效的途径，而太阳能发电作为主要的能源获取方式之一，收到了较多研究者的关注。

虽然太阳能研究较多，且也广泛应用，但目前太阳能发电板的效率普遍只有20-30％，最高效率能到达40％以上，且却价格昂贵，难以推广。并且夏季高温也会影响太阳能发电板的效率，因为决定开路电压大小的是半导体的禁带宽度和费米能级，由于温度越高，其费米能级越靠近价带，所以温度越高其开路电压越小，也就是说，温度—开路电压二者的曲线大概是一个斜率为负值的直线，温度与短路电流的关系是温度越高短路电流越大，但是短路电流升高的趋势要小于温度升高开路电压下降的趋势，正因为此温度在升高的时候其总输出功率是下降的。并且夏季的高温也会极大地加快太阳能发电板的老化速度，缩短了太阳能发电板的使用寿命。为提高太阳能发电效率，需要加快散热处理，且尽可能收集较多能量，提高能量利用率。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了太阳能发电板散热装置，能够给太阳能发电板散热延长太阳能发电板的使用寿命，并且能吸收热能将热量转化为电能，实现了太阳能的多级利用。

本发明所采用的具体技术方案为：

太阳能发电板散热装置，包括斯特林热机、热电模块、直流电机、直流发电机、传动装置和风扇；其特征在于：所述斯特林热机和所述热电模块均与太阳能发电板底部接触；所述直流电机一端与热电模块相连接，连接电路中会串联继电器开关；所述直流发电机通过传动装置与所述斯特林热机相连接，产生的电流一部分用于供控制继电器开关，另一部分用于电路输出；所述直流电机另一端与所述传动装置的一端连接；所述传动装置与所述风扇连接；所述传动装置包括锥齿轮和半齿轮。本申请通过综合热电模组和斯特林热机，减少了太阳能产热的能量损失，且热电模组可以根据太阳能热量的产生，自启动控制直流电机的工作，进而触发斯特林热机的工作，斯特林热机工作不仅可以利用太阳能产生的热量，还可将热量转换为电能传送至直流发电机中，并带动风扇对斯特林热机的散热片进行散热，提高散热效率，进而不仅实现了多级能量回收，还可提高散热效果。

进一步地，所述斯特林热机的的热腔一端直接与太阳能发电板底部连接，用于热传导。

进一步地，所述斯特林热机的的热腔另一端连接有冷腔和多个散热片，利用散热。

进一步地，所述风扇设置在所述散热片附近，用于散热。

进一步地，所述热电模块包括：热电器件、上绝缘陶瓷片和下绝缘陶瓷片；其中下绝缘陶瓷片与太阳能发电板底部接触；所述上绝缘陶瓷片包括多个散热片，提高散热效果。热电器件采用了P型和N型半导体来吸收热量而产生电流来驱动直流电机，但不限于利用塞贝克原理来驱动。

进一步地，所述的传动装置包括两个锥齿轮和一个半齿轮，其中两个锥齿轮改变斯特林发动机产生的力的方向，并将力传递给风扇，用于对散热片进行散热，提高散热效果。所述风扇由斯特林热机驱动，风扇转动产生的气流垂直向散热鳍片运动，加快斯特林热机冷腔的散热。

进一步地，所述的传动装置的半齿轮与所述直流电机连接，由所述直流电机驱动，并与锥齿轮中的一个咬合，进而触动热机运作。