一种带温度调节的太阳能光伏组件制造技术

本发明专利技术涉及一种带温度调节的太阳能光伏组件，光伏组件背板上紧贴一层扩展表面金属薄板强化背板与空气间的对流换热，并用一层薄板和光伏组件原有边框共同构成一个截面形状为矩形的空气通道，安装在空气通道中的多个微型风机使通道内空气强制流动，空气与波纹状金属薄板发生换热，带走光伏电池产生的热量，从而降低电池的工作温度。风机组中各个风机的启停由每路的热敏开关控制。结构简单、可靠性高、附加成本低，自动调节散热，有效地散热保证了光伏组件的正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能光伏组件，特别涉及一种自动控制风冷降低电池温度的太 阳能光伏组件。
技术介绍
光伏电池的工作温度是影响太阳能光伏组件和光伏发电系统功率输出的重要因 素。目前硅基太阳能光伏电池是光伏发电系统中主要类型的电池。一般当电池的工作温度 每上升1°C，硅基太阳能电池的功率将降低0. 5%左右。因此在实际应用中，太阳能光伏组件 的有效散热是非常必要的。例如，在光伏建筑一体化系统中使用的太阳能电池组件，有的在 电池板背面和隔热层之间留有空气通道以便自然通风，有的是电池板紧贴隔热层。这两种 方式的缺点是电池板通风不良，造成电池板温度升高、电输出功率降低。因此，通过对电池 板背面进行改进、促进背面通道中空气流动与换热、进而对电池板进行冷却是一种方便可 行而有效的手段。现有的被动式散热装置利用电池板背部流道中空气受热后自然对流带走部分热 量，这种方式对降低电池板温度可以起到一定效果，但缺点是散热效果不佳；也有在电池板 背部加装肋片结构的散热装置来提高散热性能，这种散热装置虽然能取得一定效果，但装 置比较庞大和笨重，并且价格较高，限制了其实际应用。有专利技术者对主动型散热装置进行了 研究。主动型散热方式的效果很好，但主动散热装置需要消耗一定能量。据文献报道，目前 在一些试验研究中有应用主动散热方式来冷却电池板，但这些散热装置不能根据运行工况 自动调节其运行状态。在散热需求较低的情况下，驱动散热所消耗的能量有可能大于电池 板多输出的电，导致光伏电池组件的净输出功率(净输出功率为组件输出功率扣除散热装 置消耗的功率)反而减少。目前公开的相关专利主要有1)北京市朝阳区望京花园东区的赵耀华；刁彦华；张楷荣专利技术的光伏电池散热装置， 专利号200810239002。此
技术实现思路
所要解决的是光伏组件的散热问题，散热形式是被动式 散热系统。虽然散热系统能够达到一定的降温作用，但是散热效果不如主动式散热方式，且 散热装置比较笨重，不适合用于光伏建筑一体化的太阳能电池组件。2 )大韩TECHREN株式会社的李震根专利技术的配备散热片的太阳能发电装置，专利号 200610078311. 5。此
技术实现思路
所要解决的是聚光型光伏组件的散热问题，系统采用被动式 散热方式。虽然散热系统能取得一定的散热效果，但是该系统不适用于非聚光型的光伏组 件，且散热装置比较笨重、造价较高，不适合用于光伏建筑一体化的太阳能电池组件。
技术实现思路
本专利技术是针对工作温度直接影响太阳能光伏组件的功率输出的问题，提出了一种 带温度调节的太阳能光伏组件，利用带自动控制的风冷散热装置带走太阳能电池板产生的 热量，保证太阳能光伏组件正常有效的工作。本专利技术的技术方案为一种带温度调节的太阳能光伏组件，包括光伏组件，光伏组 件背板上紧贴金属薄板，和光伏组件原有边框共同构成一个截面形状为矩形的空气通道， 风机组布置在通道的进口，风机组正对空气通道，热敏开关组用导热胶固定于光伏电池的 背板，热敏开关组由与风机组风机台数相同数量的在不同温度导通的热敏开关组成，风机 组中各个风机的启停由每路的热敏开关控制。所述金属薄板可为波纹板、翅片板或针肋板，常用加大散热面积的薄板。本专利技术的有益效果在于本专利技术一种带温度调节的太阳能光伏组件，结构简单、可 靠性高、附加成本低，自动调节散热，有效地散热保证了光伏组件的正常工作。附图说明图1为本专利技术带温度调节的太阳能光伏组件结构示意图； 图2为本专利技术带温度调节的太阳能光伏组件B-B截面图3为本专利技术带温度调节的太阳能光伏组件A-A截面图； 图4为本专利技术带温度调节的太阳能光伏组件控制方式图； 图5为本专利技术太阳能光伏组件带不同散热装置的电池板背面温度比较图； 图6为带有不同散热装置光伏电池板的净输出功率比较图。具体实施例方式如图1、2、3所示带温度调节的太阳能光伏组件，包括光伏组件，光伏组件背板3上 紧贴金属薄板，如图2中为金属波纹板5强化背板与空气间的对流换热，用盖板6和光伏组 件原有边框共同构成一个截面形状为矩形的空气通道。风机组4布置在通道的进口，使通 道内空气强制流动，空气与波纹状金属薄板(或翅片)发生换热，带走光伏电池产生的热量， 从而降低电池的工作温度。风机组中各个风机的启停由热敏开关组2控制，热敏开关组2 通过接线盒1与风机连接，热敏开关组2用导热胶固定于光伏电池的背板，热敏开关组由若 干个在不同温度导通的热敏开关组成，每个开关可独立控制若干个风机，风机组中各个风 机之间有挡板7隔开，各个风机保证一定的间距，这样可以根据不同的散热需求自动调节 投入运行的散热风机的个数，在满足散热需求的同时，避免散热系统不必要的能量消耗。如图3所示A-A截面图风机组4布置在通道的进口，在垂直空气流动方向上一共 有8个风机。风机的启停由热敏开关组控制，热敏开关组2内有四个常开的热敏开关，其闭 合温度分别为40°C、45°C、5(TC、55°C，每个热敏开关控制两个风机，控制方式见图4。当电 池板温度高于开关的闭合温度时，开关闭合，接通风机供电电路，风机开始工作。反之，当电 池板温度低于开关的闭合温度时，开关断开，断开风机供电电路，风机停止工作。40°C热敏 开关控制III和VI号风机；45°C热敏开关控制II和ΥΠ号风机；50°C热敏开关控制IV和V号风 机；55°C热敏开关控制I和VDI号风机。热敏开关和风机的具体对应方式可以通过实验测量 和理论分析进一步优化。我们对包含本方案应用实例等三种不同散热装置进行了测试，比较了三种不同散 热装置在太阳能电池组件上的应用效果。如图5和6所示，A、B装置均采用主动散热方式， 不同之处是B装置中所有的散热风扇都始终运行，装置中没有温度测量及风机分组控制功 能，A装置中的风机受热敏电阻控制，C装置只有电池板背面的散热通道，没有散热风机，空气自然流动。我们将三种散热装置与三块规格相同的电池板结合，构成三种电池板组件分 别命名为组件A、组件B和组件C，每块电池板的标称功率都是80W。从图5中可以看出采用主动式散热系统后、电池组件的温度明显降低，特别是在 中午太阳辐射较强、室外气温较高时特别明显。散热风扇始终工作(组件B)电池组件的温 度最低；散热风扇工作受温度自控控制(组件A)时只有部分风扇工作，因此电池组件的温 度比组件B的略高。通过图六对三种组件净输出功率的比较可以发现，组件A的净输出功 率基本是最高的。而组件B在早晨和下午太阳辐射不太强的时候，其输出功率反而低于组 件C。其原因主要是由于组件B的主动散热系统不能根据散热需求调节风机的工作状态， 在辐照度较低、散热需求较小的情况下，投入运行的风机功率基本不变，造成散热消耗的能 量大于太阳能电池组件由于温度降低而增加的输出功率，因此净输出功率减低。本专利技术的 自动控制风冷降低电池温度的太阳能光伏组件可以很好地解决这一问题。当辐照度较低 时，热敏开关组自动减少投入运行的风机数目；当辐照度较高时，热敏开关组自动增加投入 运行的风机数目。其目的是尽量减少不必要的、用于主动散散热消耗的能量，使得光伏组件 的净输出功率处于较高水平。大量实验表明该散热装置可以根据不同的工况自动调节风 机的启动数目，有效控制光伏组件的温度。当光伏组件工作在对电池温度很不利的环境中 (太阳辐照度约1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带温度调节的太阳能光伏组件，包括光伏组件，其特征在于，光伏组件背板上紧贴一层金属薄板，并用一层盖板和光伏组件原有边框共同构成一个截面形状为矩形的空气通道，风机组布置在通道的进口，风机组正对空气通道，热敏开关组用导热胶固定于光伏电池的背板，热敏开关组由与风机组风机控制路数相同数量的在不同温度导通的热敏开关组成，风机组中各个风机的启停由每路的热敏开关控制。

【技术特征摘要】
一种带温度调节的太阳能光伏组件，包括光伏组件，其特征在于，光伏组件背板上紧贴一层金属薄板，并用一层盖板和光伏组件原有边框共同构成一个截面形状为矩形的空气通道，风机组布置在通道的进口，风机组正对空气通道，热敏开关组用导热胶固定于光伏电池的背板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱群志，司磊磊，任建兴，李琦芬，张璐，夏璐，王蓉，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：31[]