一种太阳能发电循环冷却系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及太阳能发电技术领域，具体设及一种太阳能发电循环冷却系统及其控 制方法。
【背景技术】
[0002] 我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日福射量在4kWh/m2.d W上，西藏最高达7kWh/m2.d，资源分布为西部丰富、东部较少。而太阳能光伏发电技术作 为适用于东部地区的新型太阳能利用方法，实现了能源的综合利用，有效提高了东部地区 太阳能的利用率；同时因为其不消耗矿物燃料、无污染、适用安全方便等特点，日益成为太 阳能应用的主要研究方向。
[0003] 太阳能是一种福射，它必须借助能量转换装置才能变成电能，而该个能量转换装 置就是太阳能电池，目前市场上较为常用的是晶体娃太阳能电池。在太阳能电池光电转化 的工作过程中，温度对太阳能电池的输出性能有着较大的影响。随着太阳能电池温度的增 加，开路电压减少。在20-100°C范围，大约每升高rc每片电池的电压将减少2mV，而光电流 随温度的增加略有上升，大约每升高rc每片电池的光电流增加1%。，或0. 03mA/(°C'em2)。 在没有特别考虑电池冷却的情况下，太阳电池的工作温度可达到70°C或更高，对晶体娃太 阳电池，温度每提高re，功率输出减少0. 4~0. 5%，甚至达到0. 66%，而效率同比下降，绝对 值降幅达到0. 〇8°/cH). 1%。由此估算得到，夏季情况下太阳电池的输出功率一般将比标准状 况(福照强度为lOOOW/m2,电池片温度为25°C)低10%W上，效率的绝对值下降2%左右。在 通风不良的情况下，输出功率的下降可能高达30%W上，效率的绝对值下降达3~4%。当前 我国太阳电池片的效率水平大致范围在15%至18%之间，因而太阳电池温度效应将会严重 影响太阳电池所能起到的应有作用。
[0004]近五年来，针对太阳能电池、特别是平板式太阳能组件的冷却方法主要W自然通 风冷却、强制通风冷却和水冷却为主流方式，此外还有热管降温方式、红云降温方式，但是 采用水作为冷却介质可W更有效地降低太阳电池的工作温度，提高电池的转换效率。目前 的研究资料表明W水作为冷却介质的平板太阳能组件降温方式主要是给安装在PV/T组件 背板上的流道通冷冻水来给电池板进行降温，该种背板与水不接触的换热方式属于间接对 流换热，冷却效率低。
[0005] 除了温度，平板太阳能光伏组件表面因在自然条件下长期使用所形成的尘垢也影 响了太阳能电池的光电转化效率。现有的平板太阳能组件背板流道通冷却水降温的方式只 能解决温度该一影响因素，而无法解决尘垢所带来的效率下降问题，并且从经济性和使用 便捷性方面考虑，平板太阳能组件背板流道通冷却水降温的方式成本高，使用安装不方便。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种既能够降低太阳能电池工作温度、又能解决太阳能光伏 组件表面尘垢问题的太阳能发电循环冷却系统及其控制方法，从而提高发电效率。
[0007]本发明的目的是该样实现的： 一种太阳能发电循环冷却系统，其包括：水箱和循环水累，所述水箱中设有冷却水；太 阳能光伏板组件和接水槽，所述太阳能光伏板组件上设有喷头，所述冷却水通过所述循环 水累送入所述喷头并产生喷淋水，所述喷淋水流过所述太阳能光伏板组件表面带走热量后 流入所述接水槽并重新回到所述水箱。
[0008]进一步地，所述太阳能光伏板组件由多个太阳能光伏板组成，每个所述太阳能光 伏板上均设有所述喷头，所述喷头是任意方向均可调整到55°的扇形万向调节喷头。
[0009]进一步地，所述喷头产生的所述喷淋水在所述太阳能光伏板组件表面形成厚度为 1mm的均匀水膜。
[0010] 进一步地，所述水箱与所述循环水累之间设有Y型过滤器。
[0011] 进一步地，所述水箱与冷却塔连接，所述水箱与所述冷却塔之间设有散热累。
[0012] -种太阳能发电循环冷却系统的控制方法，水箱中设有冷却水，所述冷却水通过 循环水累送入设于太阳能光伏组件上的喷头，所述喷头产生的喷淋水流过所述太阳能光伏 板组件表面带走热量后流入所述接水槽并重新回到所述水箱。
[0013]进一步地，所述太阳能光伏板组件经过一段时间的所述喷淋水降温后，所述水箱 内的所述冷却水吸收了所述太阳能光伏板组件的热量而致使水温上升，当水箱水温高于环 境湿球温度并满足该两者的差值大于温度差设定值时，风机立即启动，散热累接着开启，水 箱内的高温水经所述散热累送入所述冷却塔，所述风机抽入的空气通过与所述水箱内的高 温水的逆流蒸发换热将所述高温水中的热量带走，从而得到较低温度的水流回所述水箱 内，W保证所述冷却水达到设定的冷却温度。
[0014]进一步地，当所述太阳能光伏板组件的工作温度超出设定值时，启动所述循环水 累产生所述喷淋水来降温，所述太阳能光伏板组件的工作温度下降，所述水箱中的所述冷 却水水温升高，若所述水箱水温低于所述环境湿球温度则不启动所述冷却塔，直接用循环 水喷淋所述太阳能光伏板组件的表面进行降温。
[0015]进一步地，所述太阳能光伏板组件由多个太阳能光伏板组成，每个所述太阳能光 伏板上均设有所述喷头喷淋水，所述喷头是任意方向均可调整到55°的扇形万向调节喷 头。
[0016]进一步地，使用量筒和电子砰，在设定的时间间隔内对所述喷头喷出的水量进行 称重，准确调节所述喷头喷出的水流量，保证总量一定的前提下所述太阳能光伏板组件表 面的水流均匀。
[0017]本发明具有冷却装置结构简单、易于组装或拆卸、循环水设计节省水资源、表面喷 淋水降温又除尘等优点；第一次提出了WPV组件工作温度为着手点的控制策略并辅W基 础理论计算，控制精准完善。光伏发电循环水冷却系统及其控制方法多方位高效地解决了 太阳能电池因工作温度高、表面堆积尘垢而使光电转化效率严重降低的问题。
【附图说明】
[0018] 图1为太阳能发电循环冷却系统及其控制方法原理图； 1闽阀2Y型过滤器3循环水累4软接5压力表6截止阀7喷头8水管 9太阳能光伏板组件10接水槽11散热累12止回阀13风机14喷淋装置15 冷却塔16自来水补水管17浮球阀18水箱19换水管。
【具体实施方式】
[0019] W下结合附图和实例对本发明进行详细说明。
[0020] 如图1所示，太阳能发电循环冷却系统包括；水箱18和循环水累3,水箱18中设 有冷却水；太阳能光伏板组件9和接水槽10,太阳能光伏板组件9上设有喷头7,冷却水依 次经过闽阀1，Y型过滤器2的作用是过滤掉水中的杂质颗粒物，后通过循环水累3、软接4 再经截止阀6送入喷头7并产生喷淋水，在循环水累3与喷头7之间还设有压力表5W实 时观察水流压力。喷头7产生的喷淋水流过太阳能光伏板组件9的表面带走热量后流入接 水槽10并重新回到水箱18。
[0021] 其中太阳能光伏板组件9由多个太阳能光伏板组成，每个太阳能光伏板上均设有 均匀分布的喷头7,喷头7是任意方向均可调整到55°的扇形万向调节喷头。在整个喷淋 水冷却的过程中，太阳能光伏板组