[实用新型]一种具有热回收功能的太阳能电池板降温系统

说明书

本实用新型属于太阳能发电技术领域,涉及一种具有热回收功能的太阳能电池板降温系统，包括：太阳能电池板、毛细管席、一体式高温热泵机组、地下热交换井，毛细管席用于给太阳能电池板进行水循环降温，一体式高温热泵机组用于将毛细管席内的高温水与地下热交换井内的低温水进行热交换，本实用新型通过利用地下常温土壤温度相对稳定的特性对太阳能电池板进行循环降温，解决了太阳能电池板光电转换过程中因工作温度过高而导致效率降低问题，同时，在冬季对建筑物进行供暖或提供生活热水，高效低能耗的提高了太阳能电池板的发电效率的同时实现了对废热、余热的有效回收以及能源的高效利用。

技术领域

本实用新型属于太阳能发电技术领域，涉及一种具有热回收功能的太阳能电池板降温系统。

背景技术

近年来，随着世界各国提倡对可再生能源的广泛高效应用以及我国“双碳”目标的提出，推动了光伏产业的迅速发展，在装机方面，太阳能光伏系统也不再只是大规模地安装在地表上成为光伏电站，而是更多地以并网的形式用于民用住宅以及商业建筑，且普遍存在于太阳能资源充足的西北地区，通过将光伏发电方阵安装在建筑物围护结构(房顶或外墙)的外表面来提供电力，形成光伏建筑一体化(BIPV)，以更低的造价提高整套建筑供能系统的设备性能。

传统的硅电池只能将20％的太阳能转化为电能，剩余大部分的太阳能都将以热量的形式散出，这一普遍现象致使目前存在的所有太阳能光伏系统的光电转换效率均处于20％左右，具有较大的提升空间，而如何提高太阳能电池板的光电转换效率也成为了我国光伏产业亟待解决的问题。实验测得，光伏板效率最佳点的操作温度在25℃上下2℃，而光伏组件工作温度每升高1℃，组件功率下降0.39％，即光伏组件工作温度越高，发电效率越低，并且会加速组件老化，因此需要对屋面板降温，以达到减小光伏组件发电效率降低率的目的。因为对于太阳能光伏系统受到广泛使用和光伏板铺设面积基数极大的中国而言，即使仅仅降低1℃的光伏组件温度，提高0.39％的电力转换效率，也会带来极高的经济效益。目前工程中广泛采用的降温形式为物理降温，具体的做法分为以下三种：

一是采用主动向太阳能电池板送风并喷淋雾化水的方式，也是目前应用最为广泛的方法，其优点在于操作简单，无需额外设计系统，仅需在太阳能电池板铺设场地内放置一至多个喷雾风扇即可实现主动式物理降温。但其缺点也较为明显，一是没有考虑到送风风向对于光伏板降温效果的影响，当送风量或水量过大时，甚至还会降低太阳能电池板自身的发电效率，使得光伏系统整体的光电转换效率不增反降；二是受到送风覆盖面积的限制，在同一送风区域内，其对于不同位置太阳能电池板的降温效果不尽相同，造成了电池板发电效果不均，冷热分布不均的现象，这对于提升整个光伏系统的效率是有弊无利的。基于上述两个较为明显的缺点，不难看出采用主动向太阳能电池板送风这一方式对于提升整个太阳能光伏系统发电效率的效果并不如人意。

二是采用空气对流的原理，即在屋面太阳能电池板和保温棉(或屋面内衬板)之间设计空腔，形成空气流动空间，达到降低屋面太阳能电池板温度的目的，该方法是针对太阳能光伏建筑一体化(BIPV)技术所提出的，目前仅停留在设计阶段，还未得到初步实施，该方法所暴露的缺点也很明显，即拟通过这种被动式的空气流动无法有效解决太阳能电池板温度过高的问题，其原因在于其空腔内的空气流速较低，且受到空腔高度的限制，降温效果并不明显，若采用强制加压的方式提高空腔内的空气流速，不仅提高了设计的难度，还会在一定程度上消耗电能，得不偿失，且根据计算机的仿真模拟结果，得知在空腔内存在空气流动的工况下，太阳能光伏组件的温度依然保持在80—85℃之间，实际的散热效果也并不明显。