[发明专利]一种基于石墨烯和热管强化聚光光伏组件散热的装置

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯和热管强化聚光光伏组件散热的装置，包括聚光透镜、二次聚光器、聚光光伏电池、石墨烯底板、温差发电芯片、两相闭式虹吸热管和若干散热翅片，其中，聚光透镜设置在二次聚光器上方，二次聚光器的下底面与聚光光伏电池连接。石墨烯底板的上端设有凹槽，聚光光伏电池通过导热硅脂设置在凹槽内，石墨烯底板的下端通过导热硅脂与温差发电芯片的热端粘结，温差发电芯片的冷端通过导热硅脂与两相闭式虹吸热管粘结，若干散热翅片安装在两相闭式虹吸热管上。本发明对现有技术进行了优化，来强化聚光光伏组件的散热，从而达到提高聚光光伏系统的效率和聚光电池的使用寿命的目标。

技术领域

本发明一种基于石墨烯和热管强化聚光光伏组件散热的装置，属于光伏组件领域。

背景技术

随着全球环境污染的日益加重、人类环保意识的逐渐加强以及煤、石油等传统能源的急剧紧缺，新型可再生能源越来越被人们所青睐。太阳能作为一种洁净的可再生的能源具有很大的利用前景，在国家政策的支持与引导下，太阳能光伏产业快速发展。

目前发电成本是阻碍光伏发电的主要因素，聚光技术能将太阳光汇聚到小面积的太阳电池上，这就可以降低电池的成本。但是由于聚光光伏系统本身的特点，其电池温度比一般光伏系统电池的温度要高得多，其电池温度甚至高达90℃，这么高的温度严重影响了聚光电池的效率、使用寿命和聚光光伏系统的可靠性。降低聚光光伏电池温度是解决电池效率不高的有效途径。

石墨烯材料石墨烯作为二维sp2 键杂化的单层碳原子晶体，其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射，并赋予其特殊的声子模式，表现出更优异的导热特性，实验测试其导热系数高达 5300W·mk^-1 ，已超越碳纳米管、石墨等碳同素异形体的极限，更远超银和铜等金属材料，在强化传热领域优势显著。

两相闭式热虹吸管通过里面工质的在蒸发段吸收热源的热量将其变为蒸汽，然后流经冷凝段通过壁面将热量释放到空气凝结为液态，凝结液在重力的作用下回流到蒸发段，进而继续吸收热源的热量，达到循环效果。

通过将石墨烯材料的高导热性与热虹吸管结合，可以有效的降低电池温度，进而达到对现有聚光光伏系统的优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于石墨烯和热管强化聚光光伏组件散热的装置，在现有技术进行了优化，来强化聚光光伏组件的散热，从而达到提高聚光光伏系统的效率和聚光电池的使用寿命的目标。

一种基于石墨烯和热管强化聚光光伏组件散热的装置，包括聚光透镜、二次聚光器、聚光光伏电池、石墨烯底板、温差发电芯片、两相闭式虹吸热管和若干散热翅片，其中，所述聚光透镜设置在二次聚光器上方，所述二次聚光器设置在聚光光伏电池上方，且二次聚光器下表面与聚光光伏电池接触，所述石墨烯底板的上端设有凹槽，所述聚光光伏电池通过导热硅脂设置在凹槽内，所述石墨烯底板的下端通过导热硅脂与温差发电芯片的热端粘结，所述温差发电芯片的冷端通过导热硅脂与两相闭式虹吸热管粘结，所述若干散热翅片安装在两相闭式虹吸热管上。

优选地，所述两相闭式虹吸热管包括了蒸发段和冷凝段，所述蒸发段与冷凝段呈T字形连接，且蒸发段与冷凝段连通，所述两相闭式虹吸热管采用倾斜设置，且所述冷凝段高于蒸发段，所述蒸发段通过导热硅脂与温差发电芯片的冷端粘结。

优选地，所述若干散热翅片等距设置在冷凝段。

优选地，所述散热翅片为铝制矩形翅片,并在矩形面上开有圆孔与两相式虹吸热管相配合。

优选地，其特征在于，所述二次聚光器为一个倒置玻璃棱锥。

优选地，所述聚光光透镜为使用聚甲基丙烯酸甲酯材料的菲涅尔点聚光透镜。

优选地，所述聚光光伏电池为砷化镓电池。

优选地，所述导热硅脂的材料为含银硅脂。