專利名稱：蓄冷降溫式太陽電池組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種太陽能光伏發(fā)電設備，更具體地說，本發(fā)明提供一種利 用自然溫差能源來降低太陽電池工作溫度，實際工作時太陽能轉換效率高于常 規(guī)太陽電池組件的蓄冷降溫式太陽電池組件。
背景技術：
太陽電池將太陽能轉換為電能的效率與其工作溫度有關。占光伏市場份額
90%以上的晶硅太陽電池效率隨工作溫度上升而下降，速率在-O. 4~-0. 6%/ 。C之間，故太陽電池工作溫度越高效率越低。目前太陽電池僅能將20%以下的 太陽能轉換為電能，其余80 %以上太陽能轉換為熱能使電池溫度升高后散入環(huán) 境，隨著溫度升高，散熱加大同時轉換效率進一步下降，直至電池溫度穩(wěn)定。 常規(guī)太陽電池以自然對流方式散熱，冷卻介質為大氣，其工作溫度與太陽輻射 強度、電池組件結構、大氣溫度與風速有關， 一般在50。C左右，散熱不良時可 達80。C。強化自然對流散熱可降低電池溫度，例如中國公開專利CN101145743，
公開日2008.03.19，發(fā)明名稱太陽電池高效發(fā)電散熱系統，以導熱片和散熱 構件自然對流方式為聚光式太陽電池組件向大氣散熱。但自然對流散熱溫度下 限為當時環(huán)境氣溫，因為散熱溫差的需要， 一般仍高于環(huán)境氣溫10 30°C。為 此出現了以水為冷卻介質的冷卻方式。例如中國公開專利CN201000896,公開 日2008.01.02,發(fā)明名稱水冷式光伏發(fā)電系統，以導熱硅膠粘接導熱水管于 太陽電池下方，管內有水循環(huán)流動對聚光式太陽電池進4亍冷卻。該冷卻方式對 降低太陽電池工作溫度有積極效果，但若設置水泵促使水作機械循環(huán)式流動， 水泵消耗電能可能抵消太陽電池效率提高的成果，若不設水泵依靠自然循環(huán)，則循環(huán)流量決定于流動阻力，流道越狹小阻力越大，流量越小，導致溫差較大，
即太陽電池工作溫度仍然較高。此外三個相關專利中國公開專利CN1716642，
公開日2006. 01. 04，發(fā)明名稱混合式光電光熱收集器，中國公開專利CN1563844，
公開日2005. 01. 12,發(fā)明名稱太陽電熱聯產裝置，中國公開專利CN1988183，
公開日2007.06.27，發(fā)明名稱太陽電池的電熱聯用裝置，這些專利提出的裝置 在冷卻太陽電池同時也利用冷卻水的熱量，從專利目的到所采用的技術方案， 都未使太陽電池工作溫度有較大降低。從提高太陽電池轉換效率方面來看，目 前已有的冷卻技術受到一定限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明從太陽電池組件結構熱設計入手，提供一種蓄冷降溫式太陽電池組 件，來解決降低太陽電池散熱熱阻，增大冷卻通道以降低流道阻力，以及用自 然冷卻方式使冷卻介質工作溫度降到較低溫度的技術問題。
本發(fā)明采用如下技術方案
蓄冷降溫式太陽電池組件包括太陽電池封裝組件，冷卻介質容器，冷卻介 質，可自動開閉的保溫裝置四大部分。電池封裝組件背板使用金屬材料。太陽 電池封裝組件傾斜安裝在冷卻介質容器的上方，其背板全部直接沉浸在冷卻介 質中以加強散熱。
冷卻介質容器部分，容器用金屬板制造，底部水平，上部傾斜，側壁最小 高度為100 - 500 mm,內部布有垂直于卻介質容器底部布置的數塊金屬導熱板， 各板之間相互平行，該金屬板上部厚度2 10mm,下部厚度2mm。容器外部除上 部與底部外，其他四面有高度為10~ IOO隱肋狀突起，以便加強內部傳熱和外 部散熱。容器最低點布有帶關閉閥門的管嘴，最高點布有不帶關閉閥門的管嘴， 以便蓄冷介質的導入導出?？砷_閉的保溫裝置部分由四扇保溫門構成，保溫門 采用鋁箔復合輕板制作，其保溫材料為聚氨酯硬泡或XPS聚苯板。由溫差傳感器或光感傳感器控制開閉。當水溫高于氣溫一定數值時，保溫門敞開，當水溫 低于氣溫時，保溫門閉合，或夜間敞開，白晝關閉，以便控制蓄冷介質溫度， 有效使用所蓄自然溫差冷量。
通過以上技術方案，使本發(fā)明的蓄冷降溫式太陽電池組件的導熱熱阻減少，
太陽電池與冷卻介質之間溫差下降；夜間可將熱量散入大氣降低蓄冷介質溫度， 白天有效利用夜間儲存的大氣冷量用于降低太陽電池溫度，使得白天太陽電池 的降溫不受當時大氣溫度的限制，根據設計方案可以高于當時大氣溫度或低于 當時大氣溫度的兩種方式工作，從而顯著提高太陽電池轉換效率，根據現場實 驗結果實際太陽能轉換效率最高提升10%以上。


圖1為本發(fā)明的蓄冷降溫式太陽電池組件總體示意圖。 圖2為本發(fā)明的蓄冷降溫式太陽電池組件剖面示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做詳細描述。
參見圖1,蓄冷降溫式太陽電池組件由太陽電池封裝組件1,冷卻介質容器 2，該冷卻介質容器內盛裝的冷卻介質3，包圍所述冷卻介質容器的可自動開閉 的保溫裝置4組成。
太陽電池封裝組件1以常規(guī)工藝封裝，即以太陽能玻璃、EVA、太陽電池、 EVA、背板的"三明治"方式在層壓機上真空加熱層壓而成，背板為經陽極氧化 絕緣處理的金屬材料，優(yōu)選地可以用鋁合金板或者銅板。太陽電池封裝組件傾 斜安裝在冷卻介質容器的上方，傾斜角度在20。
~50° ，優(yōu)選地可取用使用地 點的地理綽度。
冷卻介質容器2用金屬板制造，優(yōu)選地可用不銹鋼或鋁合金制作。容器底部水平，上部傾斜，傾斜角度與太陽電池封裝組件傾斜角度一致。容器側壁最
小高度為100 - 500 mm,優(yōu)選地根據使用地點的氣溫日較差和太陽電池工作溫 度的期望值確定，當氣溫日較差較大，電池工作溫度較高，最小高度可取較小 值，反之取較大值。容器內部垂直布置數塊金屬導熱板7,優(yōu)選地可以用鋁合 金板或者銅板。該板之間相互平行，板厚上部為2 10mm,下部為2mm，并且下 部局部開口以侵il間冷卻介質對流。容器外部除上部與底部外，其他四面有高 度為10~ 100,肋狀突起8,優(yōu)選地可取50mm。肋狀突起可以是板肋，可以是 無底邊的矩形，可以是無底邊的三角形，優(yōu)選地取無底邊的三角形，以便加強 內部傳熱和外部散熱。容器最高點布有不帶關閉閥門的管嘴6，最低點布有帶 關閉閥門的管嘴5，以便冷卻介質的導入導出。
冷卻介質3承擔冷卻太陽電池，蓄存夜間換熱得到的自然溫差冷量的任務。 冷卻介質可以是水，也可以是熔點溫度在4(TC左右的石蠟、結晶水合鹽或脂酸 類相變蓄冷材料，優(yōu)選地取用價格低廉，熱力性能良好的水做冷卻介質。
可自動開閉的保溫裝置4由四扇可轉動的保溫門4-1、 4-2、 4-3、 4-4組成， 其轉動軸9設在保溫門的一側，可水平或垂直轉動，優(yōu)選地采用垂直方向轉動。 保溫門采用聚氨酯硬泡板材或XPS聚苯板材制作，表面以粘貼方法復以鋁箔以 反射太陽輻射。當蓄冷降溫式太陽電池組件為單個使用時，使用四扇轉動保溫 門，當多個蓄冷降溫式太陽電池組件并排安裝時，使用二扇轉動保溫門，另兩 個方向采用固定保溫方式。當門扇尺寸過大時，也可分拆為幾扇單獨動作的保 溫門。保溫門的轉動由微型電機帶動。該電機的動作由光感傳感器控制，夜間 敞開，白晝關閉，或優(yōu)選地由溫差傳感器控制，隨著一天中大氣溫度的變化， 當冷卻介質溫度高于氣溫時，保溫門敞開向外界散熱，當冷卻介質溫度低于氣
溫時，保溫門閉合，以便控制蓄冷介質溫度，有效使用所蓄自然溫差冷量。
權利要求
1.一種蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于包括太陽電池封裝組件，冷卻介質容器，冷卻介質容器內盛裝的冷卻介質，包圍所述冷卻介質容器的可自動開閉的保溫裝置；上述太陽電池封裝組件傾斜安裝在冷卻介質容器的上方形成該冷卻介質容器的上部密閉面或上部密閉面的一部分，所述冷卻介質容器除上部與底部外，其他四面外部均勻分布有肋狀突起，所述冷卻介質容器內部有均勻分布的金屬導熱板，板間冷卻介質可以對流。
2. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述太 陽電池封裝組件是按太陽能玻璃、EVA、太陽電池、聚酯薄膜、EVA、背板順序 以"三明治"方式疊合真空加熱層壓而成，背板使用經陽極氧化處理的金屬板， 該背板直接沉浸在冷卻介質容器內的冷卻介質里。
3. 根據權利要求1或2所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述冷卻介質容器底部水平，上部傾斜，傾斜角度是20° ~50° ，側壁高度為 100 - 500 mm,用金屬板材制造。
4. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述冷卻 介質容器外部肋狀突起高度為10~100醒，用金屬板材制造；肋狀突起形狀是 板肋或無底邊的矩形或無底邊的三角形。
5. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述冷 卻介質容器內部有垂直于卻介質容器底部布置的數塊金屬導熱板，各板之間相互平行，該金屬板上部厚度2 10mm，下部厚度2mm，下部局部開口。
6. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述冷 卻介質容器內最低點布有帶關閉閥門的管嘴，最高點布有不帶關閉閥門的管嘴。
7. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述冷卻介質是水或相變蓄熱材料。
8.根據權利要求7所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述相 變蓄熱材料是熔點溫度在4(TC左右的石蠟、結晶水合鹽或脂酸類材料。
9. 根據權利要求1所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述可 自動開閉的保溫裝置由可轉動的若干扇保溫門組成，其轉動軸設在保溫門的一 側，保溫門的開閉由微型電機帶動，保溫門可水平或垂直開閉；保溫門采用聚 氨酯硬泡板材或XPS聚苯板材制作，表面粘貼鋁箔。
10. 根據權利要求9所述的蓄冷降溫式太陽電池組件，其特征在于上述可 自動開閉的保溫裝置由溫差傳感器或光感傳感器控制微型電機實現自動開閉d
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄冷降溫式太陽電池組件，旨在提供一種利用自然溫差能源來降低太陽電池工作溫度，太陽能轉換效率高于常規(guī)太陽電池組件的光伏發(fā)電設備；蓄冷降溫式太陽電池組件包括太陽電池封裝組件，以該封裝組件為上部密閉面的冷卻介質容器，該冷卻介質容器內盛裝的冷卻介質，包圍所述冷卻介質容器的可自動開閉的保溫裝置；本發(fā)明的蓄冷降溫式太陽電池組件裝置在夜間自動打開保溫裝置，使冷卻介質與夜間大氣換熱而降溫至接近大氣的日最低溫度，白天自動關閉保溫裝置，減少與外界的熱交換，將冷卻介質蓄存的自然溫差冷量有效用于太陽電池降溫，根據現場實驗結果可使太陽電池的實際太陽能轉換效率最高提升10％以上。
文檔編號H01L31/052GK101320762SQ200810029178
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權日2008年7月2日
發(fā)明者史保新, 張仁元, 梁振南, 輝 沈, 紅 秦 申請人:廣東工業(yè)大學