[发明专利]单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法及系统

权利要求书

1.一种单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法，其特征在于，光伏组件的背板上设有包含热管和相变材料的模块化被动控温装置，包括以下过程：

获取光伏组件使用所在地的全年典型日气象参数；

根据全年典型日气象参数，基于能量守恒关系得到光伏组件背面传递给模块化被动控温装置的第一热量；

根据相变材料蓄热量以及基于等效导热系数计算的设定蒸发段面积下热管的散热热量，得到光伏组件背面传递给模块化被动控温装置的第二热量；

迭代计算，得到使得第一热量和第二热量的差异小于设定阈值的光伏组件背板温度，根据得到的光伏组件背板温度指导相变参数配置和热管参数配置。

2.如权利要求1所述的单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法，其特征在于，

相变材料的相变温度高于光伏组件使用所在地的气温，相变材料的相变温度低于光伏组件的最高工作温度。

3.如权利要求1所述的单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法，其特征在于，

采用U型扁形热管，冷凝段置于空气中，蒸发段表面分别接触光伏组件的背板与相变材料。

4.如权利要求1所述的单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法，其特征在于，

能量守恒关系，包括：

其中，G_pv为太阳辐射强度，ε_glass为光伏组件表面玻璃发射率，α为光伏组件表面吸收率，T_sky为天空辐射温度，h_front为光伏组件表面对流换热系数，T_air为空气温度，T₀为光伏组件的初始温度，q_e1为光伏组件背板传递给模块化被动控温装置的第一热量，T_pv为光伏组件背板温度。

5.如权利要求1所述的单面光伏组件的模块化被动控温设计优化方法，其特征在于，

第二热量，包括：

其中，m_pcm表示相变材料的质量，T_m为相变材料的熔化温度，h_pcm为相变材料的焓，R_hp热管热阻，T₀为光伏组件的初始温度，c_pcm表示相变材料的比热容。

6.一种单面光伏组件的模块化被动控温设计优化系统，其特征在于，光伏组件的背板上设有包含热管和相变材料的模块化被动控温装置，包括：

数据获取模块，被配置为：获取光伏组件使用所在地的全年典型日气象参数；

第一热量计算模块，被配置为：根据全年典型日气象参数，基于能量守恒关系得到光伏组件背面传递给模块化被动控温装置的第一热量；

第二热量计算模块，被配置为：根据相变材料蓄热量以及基于等效导热系数计算的设定蒸发段面积下热管的散热热量，得到光伏组件背面传递给模块化被动控温装置的第二热量；

迭代计算优化模块，被配置为：迭代计算，得到使得第一热量和第二热量的差异小于设定阈值的光伏组件背板温度，根据得到的光伏组件背板温度指导相变参数配置和热管参数配置。

7.如权利要求6所述的单面光伏组件的模块化被动控温设计优化系统，其特征在于，

能量守恒关系，包括：

其中，G_pv为太阳辐射强度，ε_glass为光伏组件表面玻璃发射率，α为光伏组件表面吸收率，T_sky为天空辐射温度，h_front为光伏组件表面对流换热系数，T_air为空气温度，T₀为光伏组件的初始温度，q_e1为光伏组件背板传递给模块化被动控温装置的第一热量，T_pv为光伏组件背板温度。