太阳能光伏发电系统的冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种冷却系统，具体涉及一种太阳能光伏发电系统的冷却系统。
【背景技术】
[0002] 目前我国各类太阳能光伏发电的设备生产及运行技术已经技术成熟，并且使用广 泛。作为发电系统是极其方便清洁的太阳能使用方式。但是此种太阳能利用系统方式的缺 陷是：系统的发电效率随着光伏板的工作温度变化，发电的效率也发生变化，每当工作温 度升高TC，发电效率就会下降0. 4%。一般讲在当太阳能光照强度为lkW/m2时，0. 8m2的 太阳能光伏板在20-25°C工作温度时的发电量约计160W，剩余的太阳能转化为热量存储在 光伏板中，致使太阳能光伏板在夏季时的工作温度可达到70°C以上，冬季的工作温度可达 到50°C以上。基于以上运行状况可以看出，太阳能光伏板的实际发电效率会产生极大的下 降，夏季时工作较正常温度升高了约50°C，其发电效率将下降50*0. 4%= 20% ;即使在冬 季时工作较正常温度升高了约30°C，其发电效率将下降30*0. 4%= 12%。可见太阳能光伏 发电系统的热量聚集造成工作温度的上升，是影响其发电量的主要矛盾。
[0003] 目前解决此项难题的主要技术是采用水冷式循环系统，将产生的热量通过冷却水 排放到环境中。此种方式可以改善太阳能光伏板的工作温度，提高产电量；但是此种方式的 缺陷是冷却水的循环量较大，需要功耗较高的水栗运行，同时附属设备的体积也会较大。 【实用新型内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种太阳能光伏发电系统的冷 却系统，克服现有技术中太阳能光伏发电系统的冷却系统循环量较大，功耗较高的问题。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种太阳能光伏发电系统的冷却系统，包括太阳能光 伏板，设置于太阳能光伏板下方的工质蒸发器，工质蒸发器与工质冷凝器、变频工质栗形 成循环回路，工质冷凝器中设有水换热器，工质蒸发器上设有蒸发温度计，工质冷凝器中设 有冷凝温度计，蒸发温度计、冷凝温度计和变频工质栗分别与主控机连接。
[0006] 本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的冷却方式，是使用有机介质来完成 冷却热量的传输，其循环热载体为一种低沸点介质。由此可实现循环介质的相变蒸发，相应 产生较高压力和温度的气态流体，在冷凝器的作用下，循环工质将凝结成为相同压力下的 液体；利用变频工质栗增加液体的压力，使其回到工质蒸发器中继续吸热。由于在工质蒸发 器和冷凝器中的相变换热方式，可使工质的换热强度较单相水高出几十倍，这样势必会简 化和减小换热设备的体积，同时相变换热传热温差的效果也会小于单相水，其结果可使太 阳能光伏板的温度获得较大的降低，进而使其发电效率会得到更好地改善。
[0007] 本项实用新型提出的太阳能光伏发电系统的冷却系统，在降低太阳能光电系统工 作温度的同时，可继续回收冷却热量用于发电和供热，使原有系统的太阳能利用率获得极 大的提高，并可利用时段和季节的影响，达到全年运行的模式，这样设备的年利用率亦将获 得极大提高，由此会极大地增加年产能率，使太阳能全年的利用率达到最大化，可同时保持 了系统的清洁方便的运行方式。同时循环介质的相变换热，将极大地减少太阳能冷却换热 器的换热器面积，较大幅度地改善了冷却系统。
【附图说明】
[0008] 图1本实用新型太阳能光伏发电系统的冷却系统工艺流程图；
[0009] 其中1、太阳能光伏板；2、工质蒸发器；3、工质冷凝器；4、水换热器；5、变频工质 栗；6、进水口；7、出水口；8、主控机；9、冷凝温度计；10、蒸发温度计。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0011] 如图1所示，本实用新型的太阳能光伏发电系统的冷却系统，包括太阳能光伏板 1，设置于太阳能光伏板1下方的工质蒸发器与工质冷凝器3、变频工质栗5形成循环回路， 工质冷凝器3中设有水换热器4,工质蒸发器2上设有蒸发温度计10,工质冷凝器3中设有 冷凝温度计9,蒸发温度计10、冷凝温度计9和变频工质栗5分别与主控机8连接。
[0012] 当太阳能光伏板发电工作时，系统主控机8将根据蒸发温度计10的上限达标指示 信号启动变频工质栗5,将低温高压液态工质输送到工质蒸发器2中，低温高压液态工质在 工质蒸发器2中大量吸收太阳能光伏板中的热量，沸腾蒸发为高温高压气态工质，并使其 工作温度下降；高温高压气态工质经过工质冷凝器3与其内的水换热器4实施冷凝放热，工 质将被等压冷凝液态，再经过变频工质栗5提升压力，送回到工质蒸发器2中，继续太阳能 光伏板冷却换热。主控机8将通过冷凝温度计9调节变频工质栗5的流量，以达到最大的 冷却效果。
[0013] 实施例
[0014] 设某太阳能光伏发电系统在天津地区实施运行，计算条件按标准光伏板0.8m2， 标准发电量160wh/h对应的工作温度为20°C，工作温度每升高1°C，光伏发电效率将下降 0.4% ;每个光伏板的集热量占太阳能总辐射量的70%。无冷却条件下光伏发电系统发电 量计算表见表1，如果本实用新型的系统中选用循环工质为R123,其在夏季、冬季和春秋季 的冷却介质物性参数表见表2 ;冷却条件下光伏发电系统发电量计算表见表3。
[0015] 表1 :无冷却条件下光伏发电系统发电量计算表
[0016]
[0017] 表2:冷却介质物性参数表
[0019] 表3 :光伏发电+冷却系统发电量计算表
[0020]
[0021] 注：增加率=年热发电量/无冷却条件下实际光伏发电量
[0022] 计算例题显示，按年值统计，每0.8m2单位光伏发电板在增加冷却条件下，可使太 阳能光伏发电量增加：
[0023] 280-244. 78 = 35. 22kWh/ 年
[0024] 发电量增加率为： 35. 22/244. 78*100 = 14. 4%
[0025] 按年值统计，每0. Sm2单位光伏发电板在增加冷却条件下，年综合发电损失量由原 来的15%下降到5%。由此可以得出，每0. Sm2单位光伏发电板的年综合发电增加量为：
[0026] 282. 35-244. 78 = 37. 57kWh/ 年
[0027] 发电量年增加率为： 37. 57/244. 78*100 = 15. 34%
[0028] 尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不 局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领 域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的 范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种太阳能光伏发电系统的冷却系统，其特征在于，包括太阳能光伏板，设置于太阳 能光伏板下方的工质蒸发器，工质蒸发器与工质冷凝器、变频工质栗形成循环回路，工质 冷凝器中设有水换热器，工质蒸发器上设有蒸发温度计，工质冷凝器中设有冷凝温度计，蒸 发温度计、冷凝温度计和变频工质栗分别与主控机连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种太阳能光伏发电系统的冷却系统，包括太阳能光伏板，设置于太阳能光伏板下方的工质蒸发器,工质蒸发器与工质冷凝器、变频工质泵形成循环回路，工质冷凝器中设有水换热器，工质蒸发器上设有蒸发温度计，工质冷凝器中设有冷凝温度计，蒸发温度计、冷凝温度计和变频工质泵分别与主控机连接。本实用新型可实现太阳能长时效多季节使用中，具备提高其光伏发电效率的效果，提升了太阳能利用系统产能量，可同时保持了系统的清洁方便的运行方式；同时循环介质的相变换热，将极大地减少太阳能冷却换热器的换热器面积，较大幅度地改善了冷却系统。
【IPC分类】H02S40/44, H02S40/42
【公开号】CN204810229
【申请号】CN201520554363
【发明人】张于峰, 张彦
【申请人】张于峰
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月27日