[发明专利]一种光伏组件降温系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池板冷却系统领域，尤其涉及的是一种光伏组件降温系统及控制方法。

背景技术

光伏发电系统在实际应用中，其发电性能受自然环境条件的影响较大，其中系统主要部件的光伏组件的工作温度是影响光伏发电系统性能的重要因素之一。

目前大规模投入商业化应用的主要是硅系光伏组件：单晶硅组件、多晶硅组件和非晶硅组件,温度对光伏组件的影响主要表现在组件的开路电压、短路电流以及峰值功率的参数随温度的变化而变化。光伏组件的开路电压随温度的升高而降低；光伏组件的短路电流随温度的升高而升高；光伏组件的峰值功率随温度升高而下降。温度的升高随之带来的就是光伏组件的效率下降；温度每升高1℃，峰值功率损失0.35％--0.45％；例如工作在20℃的光伏组件，其输出峰值功率要比工作在70℃的情况下高出20％；可见温度对光伏组件的影响很大。

目前现有技术的实现方法是使用氮气压力气囊和水泵构成的循环冷却系统与空气进行热量交换，从而将太阳能电池板的温度降低下来，来延长太阳能电池板的使用寿命(引用专利号CN104201985A)。

公开专利中使用氮气压力气囊对水流的控制，并将循环加热过的水与环境空气进行热交换，热传导速度以及热传导效果差，经过空冷器后的水温比空气温度要高，并且冷空器附件的温度也很高；空气温度又远比自来水(地下水)温度高，实际应用中难以进一步降低光伏组件的温度；整个系统中使用到了水泵，如果不加控制策略，在不需要冷却的时候，水泵也进行工作，会浪费很多电能；氮气压力气囊的使用方法繁杂；另外对氮气有压力的要求，安全问题也不容忽视。

发明内容

本发明的目的在公开的应用于太阳能电池板的冷却系统的基础之上，针对冷却系统控制过程及其方法，为了解决通过光伏组件背板温度有效降低，对光伏组件背板收集的能量加以回收利用，系统安装成本低以及操作性简便，以及系统安全问题，本发明提出了一种光伏组件降温系统及控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种光伏组件降温系统，该系统包括光伏组件冷却囊、光伏组件温度传感器、控制单元、外循环导管、第一阀门、第二阀门、第三阀门、外循环冷却液添加装置、外循环水泵、热交换装置、内循环导管、内循环水泵、储水装置以及密封的储水装置温度传感器；

其中，所述外循环系统是将光伏组件冷却囊紧贴在光伏组件背板上，每一个光伏组件冷却囊首尾通过外循环导管连接成一串，并且与第一阀门、第二阀门、第三阀门、外循环液添加装置、外循环水泵以及热交换单元连接，最后与光伏组件冷却囊串的另外一端相连接；外循环冷却液构成了一个完整的循环系统；

所述内循环系统是通过热交换系统将内循环导管与密封的储水装置、内循环水泵连接；内循环系统与外循环系统从物理上是完全隔离的；

所述控制系统是将光伏组件冷却囊中引出的温度传感器信号线、储水装置中水的温度传感器信号线，以及外循环水泵和内循环水泵控制线连接到控制单元。

优选的，其中所述光伏组件冷却囊是使用导热性能良好的硅胶制成。

优选的，所述外循环导管为PVC管。

整个冷却系统通过控制单元采集光伏组件冷却囊温度以及密封的储水装置中水的温度来控制外循环水泵和内循环水泵的工作。

针对一种光伏组件降温系统，其控制方法为：

(1)设定外循环启动温度Ts,和外循环停止温度Tp；

(2)采集光伏组件冷却囊温度Tm,和储水装置水温Tw；

(3)通过判断水泵工作标志位PSF是否为0；

(4)如果水泵未开始工作，即PSF为0时，如果光伏组件冷却囊的温度Tm大于先前设定的外循环启动温度Ts，或者光伏组件冷却囊温度Tm与储水装置中的水温Tw之差大于ΔT，将启动外循环水泵和内循环水泵；否则控制器继续监测伏组件冷却囊的温度Tm；

如果水泵已经开始工作，即PSF为1时，如果如果光伏组件冷却囊的温度Tm小于先前设定的外循环停止温度Tp，并且光伏组件冷却囊温度Tm与储水装置中的水温Tw之差小于0.5ΔT，将停止外循环水泵和内循环水泵；否则控制器继续监测伏组件冷却囊的温度Tm。

优选的，步骤(4)中，所述光伏组件冷却囊温度Tm与储水装置中的水温Tw之差大于ΔT；

其中，ΔT为设定值。