一种光伏发电无源冷却方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏发电无源冷却方法，其特征在于，利用冷却液的蒸发将光伏板的热量带走至风筒下方入口处，再收集利用太阳能对风筒入口处上方位置加热使得风筒内部形成上升风流，依靠上升风流将被送至风筒入口处的光伏板热量带走，实现对光伏板的冷却。本发明专利技术充分利用了太阳能受热产生的蒸腾作用实现对光伏发电机组热量的风冷，进而实现了对光伏发电机组的无源冷却。具有太阳能利用效率高，冷却效果好的特点。果好的特点。果好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电无源冷却方法


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及一种光伏发电无源冷却方法。

技术介绍

[0002]中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。
[0003]众所周知，光伏电池的转化效率与自身的运行温度密切相关，温度越高效率越低。研究数据表明：电池温度每上升 1℃，晶硅电池的光电转化效率就会下降约 0.4%，非晶硅电池大约会下降 0.1%。另外，电池在达到其运行温度上限后，电池温度每上升 10℃，晶硅电池的老化速率将增加一倍。目前光伏发电基本上是架空风冷自然冷却，在实际运行中特别是西北地区炎热季节光伏板的温度会达一百度以上。如果发电期间光伏板平均温度能够冷却下降40℃，每片光伏板年可增加发电量40x0.4%=16%，具有很高的经济效益，因此光伏发电有必要加装冷却装置。
[0004]CN202222067115.5曾公开了一种太阳能光伏发电节能增效冷却塔，其结构包括：塔体，塔体构造有上通风腔、与上通风腔连通的蒸发腔、以及设于蒸发腔下方的进风腔，其中上通风腔与外界连通；淋水填料，设于蒸发腔内；配水管，设于蒸发腔内，配水管架设在淋水填料的上方，配水管上设置有多个喷嘴；该专利中通过在筒体的外壁设置太阳能电池板给电机供电，从而电机在启动之后能够引导扇叶转动，增加塔体内气流的交换速率，避免塔体内部角落的空气无法及时的换出。
[0005]CN201020689851.9曾公开了一种太阳能驱动机力通风冷却塔，具有进行太阳能发电的光伏发电装置和冷却装置，光伏发电装置的电力输出部分通过并网型逆变器连接冷却装置的动力部分，光伏发电装置的光伏组件安装在冷却装置的冷却塔平台上。该技术利用光伏发电装置结合外部电网并网接入冷却装置，从而减少冷却塔的一次性能源消耗，并使冷却塔夏天效率更高。
[0006]上述现有用于太阳能发电机组冷却的设备，均需要耗费电能作为动力。故如何设计一种无需额外耗费电能的无源冷却方法，成为本领域技术人员有待考虑解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够无需耗费额外电能的光伏发电无源冷却方法。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种光伏发电无源冷却方法，其特征在于，利用冷却液的蒸发将光伏板的热量带走至风筒下方入口处，再收集利用太阳能对风筒入口处上方位置加热使得风筒内部形成上升风流，依靠上升风流将被送至风筒入口处的光伏板热量带走，实现对光伏板的冷却。
[0009]这样，利用冷却液蒸发可以快速地带走光伏板的热量，热量送至风筒下方入口处，依靠收集太阳能在对风筒入口处上方加热形成上下温差，产生蒸腾作用，形成上升风流，管内空气形成烟囱效应，管内空气迅速向上流动，加速吸收带走冷却液热量。故无需耗费额外电能，实现了对光伏板的无源冷却，且冷却效率较高，稳定可靠。
[0010]进一步地，利用沸点相对较低的冷却液将光伏板的热量带走至风筒下方入口处；利用沸点相对较高的换热液收集太阳能并实现对风筒入口处上方位置加热。
[0011]这样，使得风筒入口处上方位置温度高于入口处位置，更好地形成上升气流将热量带走。
[0012]进一步地，冷却液在光伏板处蒸发气化后送至风筒下方入口处，再在风筒入口处被风冷液化放热后送回到光伏板处，实现循环。
[0013]这样，能够实现循环处理，依靠冷却液的循环流动和相变传热，更加高效且持续地实现对光伏板的降温冷却。
[0014]进一步地，本方法依靠一种光伏发电机组冷却系统实现，所述光伏发电机组冷却系统，包括管道换热结构的光伏板冷却装置、太阳能采热装置和整体呈竖向设置并位于在二者上方的风管，风管下端入口处连通设置有一个竖直向下开口的引风筒，引风筒内靠近下端入口位置设置有用于和光伏板冷却装置换热的第一换热器，引风筒内还设置有换热式进风装置，换热式进风装置包括位于第一换热器上方间隔设置的第二换热器；所述光伏板冷却装置和第一换热器的两个接口连通循环设置，所述太阳能采热装置和第二换热器的两个接口连通循环设置。
[0015]这样，使用时，依靠光伏冷却装置中冷却液的蒸发对光伏板进行冷却并带走热量，热量被蒸发的冷却液带走至引风筒内并放热冷凝，引风筒内高温空气上升进入风管并形成烟囱效应，将引风筒下端外部空气吸入形成风冷效果。其中设置的第二换热器和太阳能采热装置相连，能够将太阳能采热装置采集的太阳能热量在引风筒上端释放，进一步加热空气更好地产生蒸腾效应，提高吸力，提高风流速度，提高风冷效果。故能够更好地实现对光伏发电机组的无源冷却。
[0016]进一步地，风管安装固定在光伏发电机组附近的山坡上。这样，利用地形实现高度差风管架设，使得烟囱效应能够实现，更好地节省成本。实施时，如果没有山坡，也可以依靠安装架实现风管的竖向固定安装。
[0017]进一步地，风管上端间隔支撑设置有挡雨帽。这样，可以防止雨水进入。
[0018]进一步地，第一换热器为盘管式换热器。具有结构简单，换热效率高的特点。
[0019]进一步地，所述光伏板冷却装置，包括并列成组式或回旋排列式设置固定在各光伏板下表面的冷却管道，冷却管道内充填有冷却液，各冷却管道上端分别连接到一个冷却液蒸汽管道，下端分别连接到一个冷却液回流管道，使得各冷却管道并联形成冷却管组，所述冷却液蒸汽管道连接到第一换热器上端的接口，所述冷却液回流管道的上端连接到第一换热器下端的接口并形成循环连通。
[0020]这样，使用时，冷却管道内的冷却液吸收光伏板热量并蒸发形成冷却液蒸气，带走光伏板热量，冷却液蒸汽通过冷却液蒸汽管道进入到引风筒下部的第一换热器，并在其中放热冷凝。冷却液化后的冷却液依靠自重通过冷却液回流管道回流到各光伏板下表面的冷却管道，形成循环。故可以快速高效地实现对光伏板的冷却。
[0021]进一步地，冷却液的蒸发温度为45℃
‑
55℃（优选为50℃）。该温度能够更好地依靠蒸发实现对对光伏板的冷却并保持光伏板温度的稳定性。实施时冷却液优选采用甲醇实现，方便通过压力控制调节蒸发温度。
[0022]作为冷却管道的一种安装方式，所述冷却管道直接贴附固定在光伏板的下表面。这样结构简单，实施成本低廉。
[0023]作为冷却管道的另一种安装方式，所述光伏板下表面封装设置有一层硅油层，所述冷却管道安装在硅油层内。这样依靠硅油层更好地吸收光伏板的热量为光伏板降温，并能够更好地将热量传递到冷却管道内部。
[0024]进一步地，光伏板冷却装置还包括一个液位保持罐，液位保持罐内填充设置有冷却液且和冷却管组连通设置，液位保持罐内的冷却液高度和各光伏板下表面的冷却管道最高处高度一致。
[0025]这样，依靠液位保持罐可以良好地保证各光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电无源冷却方法，其特征在于，利用冷却液的蒸发将光伏板的热量带走至风筒下方入口处，再收集利用太阳能对风筒入口处上方位置加热使得风筒内部形成上升风流，依靠上升风流将被送至风筒入口处的光伏板热量带走，实现对光伏板的冷却。2.根据权利要求1所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，利用沸点相对较低的冷却液将光伏板的热量带走至风筒下方入口处；利用沸点相对较高的换热液收集太阳能并实现对风筒入口处上方位置加热。3.根据权利要求1所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，冷却液在光伏板处蒸发气化后送至风筒下方入口处，再在风筒入口处被风冷液化放热后送回到光伏板处，实现循环。4.根据权利要求1所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，本方法依靠一种光伏发电机组冷却系统实现，所述光伏发电机组冷却系统，包括管道换热结构的光伏板冷却装置、太阳能采热装置和整体呈竖向设置并位于在二者上方的风管，风管下端入口处连通设置有一个竖直向下开口的引风筒，引风筒内靠近下端入口位置设置有用于和光伏板冷却装置换热的第一换热器，引风筒内还设置有换热式进风装置，换热式进风装置包括位于第一换热器上方间隔设置的第二换热器；所述光伏板冷却装置和第一换热器的两个接口连通循环设置，所述太阳能采热装置和第二换热器的两个接口连通循环设置。5.根据权利要求4所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，风管安装固定在光伏发电机组附近的山坡上；风管上端间隔支撑设置有挡雨帽；第一换热器为盘管式换热器。6.根据权利要求4所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，所述光伏板冷却装置，包括并列成组式或回旋排列式设置固定在各光伏板下表面的冷却管道，冷却管道内充填有冷却液，各冷却管道上端分别连接到一个冷却液蒸汽管道，下端分别连接到一个冷却液回流管道，使得各冷却管道并联形成冷却管组，所述冷却液蒸汽管道连接到第一换热器上端的接口，所述冷却液回流管道的上端连接到第一换热器下端的接口并形成循环连通。7.根据权利要求6所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，所述冷却管道直接贴附固定在光伏板的下表面；或者所述光伏板下表面封装设置有一层硅油层，所述冷却管道安装在硅油层内。8.根据权利要求6所述的光伏发电无源冷却方法，其特征在于，光伏板冷却装置还包括一个液位保持罐，液位保持罐内填充设置有冷却液...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚锋，伍仁岳，胡刚，龙鹤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：