電轉化效率的目的。
[0037]在一種實施方式中，如圖5，還包括換熱管13，換熱管13穿過殼體1的兩側面的導熱管口 9，且導熱管口 9與換熱管13之間采用柔性密封連接。換熱管13的一部分位于殼體1內腔中，換熱管13的兩端分別連接至外接冷卻裝置11。換熱管13的內部充入二次換熱工質。將二次換熱工質注入殼體1內腔，與殼體1內腔升溫的一次換熱工質進行熱交換。此實施方式，通過二次換熱方式實現，光伏電池浸泡在一次換熱工質4中，電池接收聚光，產生熱量，溫度上升，工質4吸收熱量，此為第一次換熱，換熱管13中的二次換熱工質通過循環栗、相變循環、無相變循環或熱超導循環等方式與工質4進行熱交換，此為第二次換熱，換熱管13中的二次換熱工質在冷卻裝置11中進行冷卻，冷卻降溫后的二次換熱工質循環入殼體1內腔繼續進行熱交換。
[0038]在一種實施方式中，采用相變熱管技術對升溫后的換熱工質進行冷卻。如圖6，殼體1 一側的導熱管口 9通過殼體外部的管路26連接至殼體1另一側的導熱管口 9，形成熱管結構，熱管內充裝相變工質，如氟利昂，甲醇，水，導熱姆等。管路26為毛細多孔材料的吸液芯。熱管結構中，殼體1為蒸發端，即光伏電池工作發熱升溫區域，管路26為冷凝端，即外部散熱冷卻區域。當蒸發端受熱時，熱管結構內部的相變工質由液態迅速蒸發為氣態，蒸氣在壓力差下流向冷凝端釋放熱量后冷凝為液態，沿多孔材料依靠毛細力的作用流回蒸發端完成換熱循環。相變熱管循環熱傳導效率較高，傳導熱流密度較大，結構較簡單。
[0039]另一種相變熱管的實施方式，如圖7，采用二次換熱方式，換熱管26穿過殼體1內腔，作為二次換熱部件。換熱管26的兩端在殼體1外部連接起來，形成一個循環回路。換熱管26的一部分位于殼體1內腔中，此部分為換熱管26的受熱段。換熱管26位于殼體1外部的部分為散熱段。光電兀件在工作過程中發熱，熱量被殼體1內腔中的換熱工質吸收，進而將熱量傳遞到換熱管26的受熱段。受熱段內的換熱工質發生相變，液體迅速汽化，蒸氣進入散熱段冷卻。散熱段的環境溫度低，蒸氣冷凝釋放出熱量，變成液體，液體再沿換熱管26回到受熱段完成換熱循環。相變熱管技術充分利用了換熱工質相變過程的熱傳導特性，透過管路內毛細結構將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，換熱效率高、換熱熱流密度大。
[0040]本發明的一種實施方式，可以采用無相變熱超導方式進行換熱。本實施例的結構與圖6相同，不同點為換熱管26內注入熱超導換熱工質。依據實際使用條件(壓力或溫度等)選擇不同類型的熱超導換熱工質。當熱超導換熱工質傳熱時，通過分子極限對流實現熱量高效傳遞，熱量從換熱管26的熱端高速傳遞到冷端，再通過冷卻設備進行冷卻。
[0041]為了實現熱電聯供，在上述使用水冷冷卻裝置的實施例中，將冷卻裝置11的水管連接到供水的水管路141，如圖8。水管路中的水流入殼體1內腔中，對換熱工質進行冷卻，冷卻后的水升溫，再回流到用水的水管路142，作為熱水供應。
[0042]本發明中，具有光伏聚光發電系統的一種實施方式，適用于槽式鏡。如圖9，采用一根石英管15作為殼體，也可以采用其他材質的透明管，這種透明管需要滿足耐高溫、高透光的要求。在石英管15內插入光伏電池16和金屬管17。光伏電池16的長度短于石英管15的長度，金屬管17的長度長于石英管15的長度，金屬管17在管壁對稱均布錯開的小孔(圖未示)。如圖10-12，在石英管15的兩端安放密封端蓋19，金屬管17的兩端從密封端蓋19中的通孔穿出，在其中一個密封端蓋19上開設出線孔23和充裝孔28。每個密封端蓋19沿著其中心對稱地開設兩個連接孔27。兩個密封端蓋19分別通過兩個拉緊桿20將石英管15的兩端密封起來。每個拉緊桿20的兩端分別穿過兩個密封端蓋19的一個連接孔，拉緊桿20的兩端旋入螺母21，螺母21調節兩個密封端蓋19之間的距離，使密封端蓋19將石英管15密封。光伏電池16的輸出線路通過出線孔23穿出。通過充裝孔28對石英管15和金屬管17內部注入換熱工質，該換熱工質可選擇一切有利于換熱的各態物質。金屬管17的兩端分別通過管路24連接起來，形成一個閉合的循環回路。通過金屬管17管壁上的小孔，金屬管17與石英管15內部換熱工質時連通。管路24上設置有栗26和呼吸裝置22。這樣，金屬管17與石英管15內的換熱工質就流通起來，使熱量能夠迅速地傳遞出來。為了保證金屬管17內的換熱工質能夠及時將熱量傳遞出去，管路24可以由多個子管路并聯后，再與金屬管17連接。同時還設置散熱翅片25，散熱翅片25的中間開設通孔，管路24穿過通孔，使管路24的外部架設多個散熱翅片25，能將管路內換熱工質的熱量及時散發出去。也可將散熱翅片25浸泡于低溫換熱工質中，使用浸液冷卻方式將管路24內流動的工質冷卻后再循環回系統中。在本實施例中，換熱部分可米用相變熱管、非相變熱管、動力循環或熱超導循環等方式進行換熱及冷卻。呼吸裝置22在一般情況下關閉，保持密閉性，在一定程度上減少工質的蒸發損耗。而在必要時，能通氣調節平衡石英管內外壓力，起到安全作用。槽式聚光鏡將光線匯聚成線光斑射入石英管內，光電元件進行光電轉換，同時石英管背光側貼有反射膜，可將漏光進行二次反射再次聚到光電元件上，提高光電轉換率。
[0043]本發明的工作原理如下:
[0044]聚光器聚光后，光束穿過石英管照射在光伏電池上，生成電和熱。石英管內的導熱工質在該過程中受熱進行換熱，然后導熱工質將熱量傳導給金屬管中流動的導熱工質，金屬管內的導熱工質將熱量由金屬管的受熱段傳至外部的冷凝段后，對其進行風冷或液冷。冷卻后的導熱工質又回流到其處于石英管內的受熱段。這樣，就完成了一個閉合循環，從而將大量的熱量從石英管內傳到外部散掉。整個裝置內的這種循環是快速進行的，熱量可以被源源不斷地傳導開來，從而使得石英管內部溫度始終保持在光伏電池適宜溫度。
[0045]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:包括外殼和換熱工質，所述外殼的一面為透明入射面，所述入射面朝向光線，或所述外殼上開設安裝孔，所述安裝孔上安裝透明入射板；所述外殼內腔注入所述換熱工質，光電元件將放置在所述外殼內腔的換熱工質中，所述外殼開設出線孔和充裝孔。2.根據權利要求1所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括導熱管口，所述導熱管口開設在所述外殼上。3.根據權利要求1或2所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括呼吸孔，所述呼吸孔開設在所述外殼上。4.根據權利要求1或2所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括反射膜，所述反射膜設置在所述外殼上，且位于所述入射面的相對面。5.根據權利要求2所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括換熱管，所述換熱管位于所述內腔中，且所述換熱管的兩端分別與所述導熱管口連接，所述換熱管內注入換熱工質。6.根據權利要求2或5所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置連接所述導熱管口。7.根據權利要求1或5所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置設置在所述外殼的外側。8.根據權利要求5所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:所述換熱管的管壁上開設小孔，使殼體與換熱管內的換熱工質相通。9.根據權利要求1所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:所述連接孔與所述透明入射板之間采用柔性密封。10.光伏聚光發電系統，使用權利要求1-9任一所述的光伏電池換熱冷卻器，其特征在于:包括聚光器、光電元件，所述光電元件設置在所述內腔內，所述光電元件的輸出線路從所述出線孔穿出，所述聚光器設置在入射面的前方，聚光器朝向光線，將光線匯聚后照射到光電元件上進行光電轉換。
【專利摘要】光伏電池換熱冷卻器，包括外殼和換熱工質，外殼的一面為透明入射面，或外殼上開設安裝孔，安裝孔上安裝透明入射板；外殼內腔注入換熱工質，光電元件浸泡在換熱工質中，外殼開設出線孔和充裝孔。本發明還提供光伏聚光發電系統，包括聚光器和光電元件，光電元件設置在內腔內，光電元件的輸出線路從出線孔穿出，聚光器設置在入射面的前方，聚光器朝向光線，將光線匯聚后照射到光電元件上進行光電轉換。本發明解決了光伏發電過程中光電元件工作發熱導致工作溫度升高從而大幅降低光電轉換效率的問題，通過本發明能夠對光電元件進行充分散熱，降低并均勻其工作環境溫度，提高光電轉換效率。并且本發明結構密閉，電池不會受到風沙灰塵等影響，維護簡單。
【IPC分類】H01L31/052
【公開號】CN105390563
【申請號】CN201510909434
【發明人】王偉, 周天, 馮維忠, 杜棟梁
【申請人】北京無極合一新能源科技有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月10日