可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统，包括带正负极引出线的发电芯片，要点在于发电芯片与散热管、聚光散热器连接构成介质冷却循环系统；在聚光散热器上方设有高透光隔热玻璃，聚光散热器内腔反光面设有经阳极氧化处理的高反光材料，在发电芯片与聚光散热器设有隔热玻璃。本发明专利技术在聚光倍率比较高的情况下，通过多重散热，使发电芯片保持较低的温度，即使透光镜的倍率达到千倍以上，温度超过１０００℃时，经过复合散热装置的多重散热与冷却，电池芯片的最终温度可以控制在２００℃以下，解决了太阳能发电聚光倍率大与芯片温度高、寿命短、影响发电效果之间的矛盾及技术难题，大大拓宽了太阳能电池的使用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能发电
，具体地说是一种可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统
技术介绍
—般太阳能电池发电，随着聚光倍数的增大，电池的发电效率就随之提高，以便最 大限度的增加电池芯片的发电效率。由于这类聚光太阳能发电芯片大部分是通过菲涅尔透 镜或不同形式的透镜等，将太阳光汇聚到电池芯片上以提高光照率，但照射到芯片上的压縮光线温度也随之增加，可达到iooo度以上，在这种温度下如不采取冷却措施，所有的芯片都会被烧坏。唯一的办法就是在增加光透率的同时将温度控制在芯片所能接受的范围 内，即200度以下，才能真正扩大太阳能聚光发电的应用领域。
技术实现思路
为了解决现有太阳能电池发电存在的不足，本专利技术提供了一种倍率高、散热效果 好的可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是这种可超千倍光率的太阳能聚光发 电复合冷却系统，包括带正负极引出线的发电芯片，所述发电芯片底面通过绝缘导热胶与 循环介质的散热管表面相粘接，在发电芯片上方设有呈倒置台形的聚光散热器并通过连接 杆将其固定在散热管上，聚光散热器腔体上部或下部的左右对称面上设有介质进口和介质 出口并通过连管与散热管连通，散热管内盛有流动的低沸点或高沸点醇类介质；聚光散热 器的上方设有高透光隔热玻璃并通过连接杆相固定，聚光散热器内腔反光面设有经阳极氧 化处理的高反光材料，高透光隔热玻璃和聚光散热器连接处左右对称面上设有水蒸汽调节 孔，在发电芯片和聚光散热器之间设有隔热玻璃；为了提高发电芯片在降温冷却过程称中 的安全性，也可以通过发电芯片底面的绝缘导热胶粘接散热基片，在散热基片的下面再利 用导热胶与循环介质的散热管表面相粘接；所述聚光散热器腔体上部或下部的左右对称面 上设置的介质进口和介质出口，也可自行构成独立的冷却循环系统；所述高透光隔热玻璃 也可以采用降温效果好的普通耐高温玻璃。 本专利技术与现有技术相比的主要优点是，在聚光倍率比较高的情况下，通过复合冷 却系统的多重散热与冷却，使发电芯片在太阳光较高倍率的情况下仍能够保持较低的温 度。即使透光镜的倍率达到千倍以上，温度超过120(TC时，经过复合冷却系统的多重散热与 冷却，电池芯片的最终温度可以控制在200 IO(TC以下，解决了太阳能发电聚光倍率大与 芯片温度高、寿命短、影响发电效果之间的矛盾及技术难题。实验证明，这种高倍率太阳能 聚光发电冷却系统可使砷化镓电池发电效率提高20 50倍。同时，这种带高效冷却系统 的太阳能发电芯片单体，可以通过串联、并联等不同形式组成所需电流和电压的强度，大大 拓宽了太阳能电池的使用领域。附图说明 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的工作原理示意图。 图中1.介质进口，2.聚光散热器，3.高透光隔热玻璃，4.连接杆，5.隔热玻璃， 6.介质出口，7.发电芯片，8.绝缘导热胶，9.导热胶，IO.散热基片，ll.正负极引出线， 12.散热管，13.水蒸汽调节孔。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述 如附图1所示，这种可超千倍光率太阳能聚光发电的复合冷却系统，包括带正负 极引出线11的发电芯片7，发电芯片7通过底面的绝缘导热胶8粘接散热基片10，在散热 基片10的下面再利用导热胶9与循环介质的散热管12表面相粘接；发电芯片7上方设有 呈倒置台形的聚光散热器2并通过连接杆4将其固定在散热管12上，聚光散热器2内壁的 外侧四周设有带冷却介质的腔体，其腔体上部或下部的左右对称面上设有介质进口 1和介 质出口 6，并通过连管与散热管12连通构成介质冷却循环系统。 绝缘导热胶8采用环氧树脂材料，其中双酚A环氧树脂40 % ， 35 %的氧化铝和氮 化硼作为填料，20%的丙酮作为溶剂，3%的甲基四氢酸酐作为固化剂，2%的乙醇作为稀释 剂。导热胶9采用80%的膨胀石墨粉末作为导热材料的基质，并加入总含量16%的粒径为 10 500微米的导热纳米材料，2 %的碳纳米管、1 %的纳米碳纤维，3 %的碳化硅、8 %的氮 化铝、2%的硅粉的混合物，将上述材料与作为粘结剂的4%的聚丙烯酰胺混合。为满足外 界环境在零下40 50度条件下太阳能发电的需要，在散热管12内流动的冷却介质，可采 用低沸点醇类介质，也可采用高沸点醇类介质。这种低沸点介质为含有64%乙醇、35. 5% 甲醇以及O. 03%的偏硅酸钠和0. 47%的重铬酸钾作为钝化和防腐、防垢剂。如用高沸点介 质，则采用含量为45. 5%水与54%乙二醇的混合液及不超过总含量1%的添加剂作为钝化 和防腐、防垢剂。如添加总量0.05%的偏硅酸钠和0.95%的重铬酸钾作为钝化和防腐、防 垢剂。 在聚光散热器2的上方水平设置高透光隔热玻璃3，并通过连接片固定在两侧的 连接杆4上，高透光隔热玻璃3距离焦点上方占焦距总长的15 35%的位置，其中心点被 透镜焦距的垂直中心线穿透。在高透光隔热玻璃3和聚光散热器2连接处左右对称面上各 留有水蒸汽调节孔13，在呈倒置台形的聚光散热器2表面设有经过阳极氧化处理的高反光 材料，使冷却的光线交叉照射到下方，透过由高透光率的石英玻璃制成的隔热玻璃5，使透 光率保持在90%以上，上述双重结构构成了本专利技术的复合冷却系统。 如图2所示，本专利技术的工作过程是被压縮的光线通过高透光隔热玻璃3时，在光 亮度保持的基础上，光线的热量被阻隔了约50%左右。当首次降温的光线照射到聚光散热 器2内壁上时，其热量被聚光散热器2内腔中的介质进行第二次强制降温。二次降温的光线 被聚光散热器2经阳极氧化处理的高反光材料交叉反射，透过由高透光率的石英玻璃制成 的隔热玻璃5照射到发电芯片砷化镓电池7上时，光强度保持在90%以上，而温度被强制阻 隔降温至适合发电的温度。而照射到发电芯片7上的光热再次被芯片下方的带循环介质的 散热管12内流动的低沸点醇类介质或含量为45. 5%水与54%乙二醇的混合液，添加总量0. 05%的偏硅酸钠和0. 95%的重铬酸钾作为钝化和防腐、防垢剂的高沸点介质再次强制冷 却。如此，经过多重循环复合的散热与冷却，砷化镓电池的温度保持在到200 IO(TC以下， 最大限度地保证了砷化镓电池高倍的发电效能。权利要求一种可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统，包括带正负极引出线(11)的发电芯片(7)，其特征在于在发电芯片(7)底面通过绝缘导热胶(8)与循环介质的散热管(12)表面相粘接，在发电芯片(7)上方设有聚光散热器(2)并通过连接杆(4)将其固定在散热管(12)上，聚光散热器(2)腔体上部或下部的左右对称面上设有介质进口(1)和介质出口(6)并通过连管与散热管(12)连通；聚光散热器(2)的上方设有高透光隔热玻璃(3)并通过连接杆(4)相固定，聚光散热器(2)内腔反光面设有经阳极氧化处理的高反光材料，高透光隔热玻璃(3)和聚光散热器(2)连接处左右对称面上设有水蒸汽调节孔(13)，发电芯片(7)和聚光散热器(2)之间设有隔热玻璃(5)。2. 根据权利要求1所述可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统，其特征在于 发电芯片(7)通过底面的绝缘导热胶(8)粘接散热基片(IO)，在散热基片(10)的下面再利 用导热胶(9)与散热管(12)表面相粘接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可超千倍光率的太阳能聚光发电复合冷却系统，包括带正负极引出线（１１）的发电芯片（７），其特征在于：在发电芯片（７）底面通过绝缘导热胶（８）与循环介质的散热管（１２）表面相粘接，在发电芯片（７）上方设有聚光散热器（２）并通过连接杆（４）将其固定在散热管（１２）上，聚光散热器（２）腔体上部或下部的左右对称面上设有介质进口（１）和介质出口（６）并通过连管与散热管（１２）连通；聚光散热器（２）的上方设有高透光隔热玻璃（３）并通过连接杆（４）相固定，聚光散热器（２）内腔反光面设有经阳极氧化处理的高反光材料，高透光隔热玻璃（３）和聚光散热器（２）连接处左右对称面上设有水蒸汽调节孔（１３），发电芯片（７）和聚光散热器（２）之间设有隔热玻璃（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建东，
申请(专利权)人：丁建东，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]