太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種冷卻系統(tǒng)，具體涉及一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)各類太陽(yáng)能光伏發(fā)電的設(shè)備生產(chǎn)及運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)技術(shù)成熟，并且使用廣 泛。作為發(fā)電系統(tǒng)是極其方便清潔的太陽(yáng)能使用方式。但是此種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)方式的缺 陷是：系統(tǒng)的發(fā)電效率隨著光伏板的工作溫度變化，發(fā)電的效率也發(fā)生變化，每當(dāng)工作溫 度升高TC，發(fā)電效率就會(huì)下降0. 4%。一般講在當(dāng)太陽(yáng)能光照強(qiáng)度為lkW/m2時(shí)，0. 8m2的 太陽(yáng)能光伏板在20-25°C工作溫度時(shí)的發(fā)電量約計(jì)160W，剩余的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱量存儲(chǔ)在 光伏板中，致使太陽(yáng)能光伏板在夏季時(shí)的工作溫度可達(dá)到70°C以上，冬季的工作溫度可達(dá) 到50°C以上?；谝陨线\(yùn)行狀況可以看出，太陽(yáng)能光伏板的實(shí)際發(fā)電效率會(huì)產(chǎn)生極大的下 降，夏季時(shí)工作較正常溫度升高了約50°C，其發(fā)電效率將下降50*0. 4%= 20% ;即使在冬 季時(shí)工作較正常溫度升高了約30°C，其發(fā)電效率將下降30*0. 4%= 12%?？梢娞?yáng)能光伏 發(fā)電系統(tǒng)的熱量聚集造成工作溫度的上升，是影響其發(fā)電量的主要矛盾。
[0003] 目前解決此項(xiàng)難題的主要技術(shù)是采用水冷式循環(huán)系統(tǒng)，將產(chǎn)生的熱量通過冷卻水 排放到環(huán)境中。此種方式可以改善太陽(yáng)能光伏板的工作溫度，提高產(chǎn)電量；但是此種方式的 缺陷是冷卻水的循環(huán)量較大，需要功耗較高的水栗運(yùn)行，同時(shí)附屬設(shè)備的體積也會(huì)較大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷 卻系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)循環(huán)量較大，功耗較高的問題。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光 伏板，設(shè)置于太陽(yáng)能光伏板下方的工質(zhì)蒸發(fā)器，工質(zhì)蒸發(fā)器與工質(zhì)冷凝器、變頻工質(zhì)栗形 成循環(huán)回路，工質(zhì)冷凝器中設(shè)有水換熱器，工質(zhì)蒸發(fā)器上設(shè)有蒸發(fā)溫度計(jì)，工質(zhì)冷凝器中設(shè) 有冷凝溫度計(jì)，蒸發(fā)溫度計(jì)、冷凝溫度計(jì)和變頻工質(zhì)栗分別與主控機(jī)連接。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型提出的冷卻方式，是使用有機(jī)介質(zhì)來(lái)完成 冷卻熱量的傳輸，其循環(huán)熱載體為一種低沸點(diǎn)介質(zhì)。由此可實(shí)現(xiàn)循環(huán)介質(zhì)的相變蒸發(fā)，相應(yīng) 產(chǎn)生較高壓力和溫度的氣態(tài)流體，在冷凝器的作用下，循環(huán)工質(zhì)將凝結(jié)成為相同壓力下的 液體；利用變頻工質(zhì)栗增加液體的壓力，使其回到工質(zhì)蒸發(fā)器中繼續(xù)吸熱。由于在工質(zhì)蒸發(fā) 器和冷凝器中的相變換熱方式，可使工質(zhì)的換熱強(qiáng)度較單相水高出幾十倍，這樣勢(shì)必會(huì)簡(jiǎn) 化和減小換熱設(shè)備的體積，同時(shí)相變換熱傳熱溫差的效果也會(huì)小于單相水，其結(jié)果可使太 陽(yáng)能光伏板的溫度獲得較大的降低，進(jìn)而使其發(fā)電效率會(huì)得到更好地改善。
[0007] 本項(xiàng)實(shí)用新型提出的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，在降低太陽(yáng)能光電系統(tǒng)工 作溫度的同時(shí)，可繼續(xù)回收冷卻熱量用于發(fā)電和供熱，使原有系統(tǒng)的太陽(yáng)能利用率獲得極 大的提高，并可利用時(shí)段和季節(jié)的影響，達(dá)到全年運(yùn)行的模式，這樣設(shè)備的年利用率亦將獲 得極大提高，由此會(huì)極大地增加年產(chǎn)能率，使太陽(yáng)能全年的利用率達(dá)到最大化，可同時(shí)保持 了系統(tǒng)的清潔方便的運(yùn)行方式。同時(shí)循環(huán)介質(zhì)的相變換熱，將極大地減少太陽(yáng)能冷卻換熱 器的換熱器面積，較大幅度地改善了冷卻系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0008] 圖1本實(shí)用新型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)工藝流程圖；
[0009] 其中1、太陽(yáng)能光伏板；2、工質(zhì)蒸發(fā)器；3、工質(zhì)冷凝器；4、水換熱器；5、變頻工質(zhì) 栗；6、進(jìn)水口；7、出水口；8、主控機(jī)；9、冷凝溫度計(jì)；10、蒸發(fā)溫度計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011] 如圖1所示，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏板 1，設(shè)置于太陽(yáng)能光伏板1下方的工質(zhì)蒸發(fā)器與工質(zhì)冷凝器3、變頻工質(zhì)栗5形成循環(huán)回路， 工質(zhì)冷凝器3中設(shè)有水換熱器4,工質(zhì)蒸發(fā)器2上設(shè)有蒸發(fā)溫度計(jì)10,工質(zhì)冷凝器3中設(shè)有 冷凝溫度計(jì)9,蒸發(fā)溫度計(jì)10、冷凝溫度計(jì)9和變頻工質(zhì)栗5分別與主控機(jī)8連接。
[0012] 當(dāng)太陽(yáng)能光伏板發(fā)電工作時(shí)，系統(tǒng)主控機(jī)8將根據(jù)蒸發(fā)溫度計(jì)10的上限達(dá)標(biāo)指示 信號(hào)啟動(dòng)變頻工質(zhì)栗5,將低溫高壓液態(tài)工質(zhì)輸送到工質(zhì)蒸發(fā)器2中，低溫高壓液態(tài)工質(zhì)在 工質(zhì)蒸發(fā)器2中大量吸收太陽(yáng)能光伏板中的熱量，沸騰蒸發(fā)為高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)，并使其 工作溫度下降；高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)冷凝器3與其內(nèi)的水換熱器4實(shí)施冷凝放熱，工 質(zhì)將被等壓冷凝液態(tài)，再經(jīng)過變頻工質(zhì)栗5提升壓力，送回到工質(zhì)蒸發(fā)器2中，繼續(xù)太陽(yáng)能 光伏板冷卻換熱。主控機(jī)8將通過冷凝溫度計(jì)9調(diào)節(jié)變頻工質(zhì)栗5的流量，以達(dá)到最大的 冷卻效果。
[0013] 實(shí)施例
[0014] 設(shè)某太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在天津地區(qū)實(shí)施運(yùn)行，計(jì)算條件按標(biāo)準(zhǔn)光伏板0.8m2， 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電量160wh/h對(duì)應(yīng)的工作溫度為20°C，工作溫度每升高1°C，光伏發(fā)電效率將下降 0.4% ;每個(gè)光伏板的集熱量占太陽(yáng)能總輻射量的70%。無(wú)冷卻條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電 量計(jì)算表見表1，如果本實(shí)用新型的系統(tǒng)中選用循環(huán)工質(zhì)為R123,其在夏季、冬季和春秋季 的冷卻介質(zhì)物性參數(shù)表見表2 ;冷卻條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算表見表3。
[0015] 表1 :無(wú)冷卻條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算表
[0016]
[0017] 表2:冷卻介質(zhì)物性參數(shù)表
[0019] 表3 :光伏發(fā)電+冷卻系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算表
[0020]
[0021] 注：增加率=年熱發(fā)電量/無(wú)冷卻條件下實(shí)際光伏發(fā)電量
[0022] 計(jì)算例題顯示，按年值統(tǒng)計(jì)，每0.8m2單位光伏發(fā)電板在增加冷卻條件下，可使太 陽(yáng)能光伏發(fā)電量增加：
[0023] 280-244. 78 = 35. 22kWh/ 年
[0024] 發(fā)電量增加率為： 35. 22/244. 78*100 = 14. 4%
[0025] 按年值統(tǒng)計(jì)，每0. Sm2單位光伏發(fā)電板在增加冷卻條件下，年綜合發(fā)電損失量由原 來(lái)的15%下降到5%。由此可以得出，每0. Sm2單位光伏發(fā)電板的年綜合發(fā)電增加量為：
[0026] 282. 35-244. 78 = 37. 57kWh/ 年
[0027] 發(fā)電量年增加率為： 37. 57/244. 78*100 = 15. 34%
[0028] 盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不 局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的 范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能光伏板，設(shè)置于太陽(yáng) 能光伏板下方的工質(zhì)蒸發(fā)器，工質(zhì)蒸發(fā)器與工質(zhì)冷凝器、變頻工質(zhì)栗形成循環(huán)回路，工質(zhì) 冷凝器中設(shè)有水換熱器，工質(zhì)蒸發(fā)器上設(shè)有蒸發(fā)溫度計(jì)，工質(zhì)冷凝器中設(shè)有冷凝溫度計(jì)，蒸 發(fā)溫度計(jì)、冷凝溫度計(jì)和變頻工質(zhì)栗分別與主控機(jī)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能光伏板，設(shè)置于太陽(yáng)能光伏板下方的工質(zhì)蒸發(fā)器,工質(zhì)蒸發(fā)器與工質(zhì)冷凝器、變頻工質(zhì)泵形成循環(huán)回路，工質(zhì)冷凝器中設(shè)有水換熱器，工質(zhì)蒸發(fā)器上設(shè)有蒸發(fā)溫度計(jì)，工質(zhì)冷凝器中設(shè)有冷凝溫度計(jì)，蒸發(fā)溫度計(jì)、冷凝溫度計(jì)和變頻工質(zhì)泵分別與主控機(jī)連接。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能長(zhǎng)時(shí)效多季節(jié)使用中，具備提高其光伏發(fā)電效率的效果，提升了太陽(yáng)能利用系統(tǒng)產(chǎn)能量，可同時(shí)保持了系統(tǒng)的清潔方便的運(yùn)行方式；同時(shí)循環(huán)介質(zhì)的相變換熱，將極大地減少太陽(yáng)能冷卻換熱器的換熱器面積，較大幅度地改善了冷卻系統(tǒng)。
【IPC分類】H02S40/44, H02S40/42
【公開號(hào)】CN204810229
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520554363
【發(fā)明人】張于峰, 張彥
【申請(qǐng)人】張于峰
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日