太陽能光伏模塊的冷卻單元的制作方法

本發明涉及一種太陽能光伏模塊的冷卻單元，屬于太陽能光伏利用技術領域。

背景技術：

能源是人類社會維持和發展的基本要求，而太陽能是一個免費的、豐富的、清潔的可再生資源。因此，在更有效的收集太陽能的方法及將太陽能轉化為其他可用的能量形式方面需要持續不斷的研究創新。目前，提高太陽能光伏發電效率的有效方法之一是提高光伏電池接收到的光照強度，即采用聚光器聚光，聚光器的存在能夠使焦點處的光強成倍增加，但同時也必然帶來大量的熱量，而光伏電池溫度升高會引起其光—電轉換的效率降低，長期處于較高工作溫度狀態會加速其老化，甚至會因導致光伏電池永久性的損壞。因此對光伏模塊采取換熱冷卻是提高太陽能光電轉換效率的關鍵性措施。

對此，在專利文獻CN202855781U中公開了一種光伏模塊冷卻單元，包括：進水口、出水口、外腔壁、肋片、金屬殼腔室；在上部開口的盒狀矩形的金屬殼腔室底部一端設有進水口，在金屬殼腔室底部的另一端設有兩個出水口；在金屬殼腔室底部的進水口和出水口之間的區域內設有肋片；肋片的高度與金屬殼腔室的厚度相同；需降溫的光伏模塊的四邊固定在外腔壁上，直接貼于金屬殼腔室的開口部分，光伏模塊的底面與肋片相接觸；光伏模塊正好蓋住金屬殼腔室和肋片，形成一個密閉冷卻介質腔室。該專利文獻中，冷卻介質由金屬殼腔室底部一端的進水口流入并由金屬殼腔室底部另一端的出水口流出，從而冷卻介質帶走光伏模塊上的熱量，達到冷卻降溫的目的，然而上述冷卻單元在工作時，冷卻介質單向流動過程中持續地吸收熱量，冷卻介質的溫度逐漸上升，冷卻介質溫度上升后，由于和光伏模塊溫差降低，導致冷卻能力逐漸下降，因此這種冷卻單元在冷卻介質流動方向上前后不同部位溫差較大，如此導致冷卻單元對太陽能光伏模塊的冷卻效果較差，不利于光伏模塊的光電轉換效率提高，甚至會縮短光伏模塊縮短使用壽命。

技術實現要素：

對此，本發明旨在提供一種結構合理的冷卻單元，使用該冷卻單元對太陽能光伏模塊具有更好的冷卻效果，從而有利于提高太陽能光伏模塊的光電轉換效率并保證系統運行的安全可靠性。

實現本發明目的的技術方案是：

一種太陽能光伏模塊的冷卻單元，包括由導熱材料制成的冷卻單元本體，所述冷卻單元本體上部具有適于與太陽能光伏模塊接觸的冷卻面，該冷卻單元本體內部沿第一方向間隔設置有若干流體通道，所述流體通道沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸，并在各流體通道內部通有冷卻介質；所述流體通道分為正向流體通道和反向流體通道，所述正向流體通道與所述反向流體通道不連通，所述正向流體通道內冷卻介質的流動方向與所述反向流體通道內冷卻介質的流動方向相反。

上述技術方案中，所述冷卻單元本體上沿第二方向間隔一段距離設置有混合器，所述混合器內部具有相互獨立的一第一混合腔和一第二混合腔，所述各正向流體通道與所述第一混合腔密封連通，各反向流體通道與所述第二混合腔密封連通，所述混合器外部表面作為所述冷卻面的一部分。

上述技術方案中，所述冷卻單元本體由多個具有所述流體通道的冷卻器和若干所述混合器連接構成，在第二方向上，相鄰兩冷卻器之間設有一所述混合器。

上述技術方案中，各流體通道到所述冷卻面之間的第二導熱壁的材質不全相同或/和厚度不全相等。

上述技術方案中，相鄰流體通道之間的第一導熱壁的厚度不全相等或/和材質不全相同。

本發明具有積極的效果：

(1)本發明的冷卻單元中有正向流動的冷卻介質和反向流動的冷卻介質，通過雙向流動的冷卻介質實現對太陽能光伏模塊進行降溫冷卻，能夠進一步減小冷卻單元不同部位的溫差，如此一來，太陽能光伏模塊在冷卻單元的前后不同部位能得到基本相同的冷卻能力，從而提高降溫效果，從而有利于提高太陽能光伏模塊的光電轉換效率并保證系統運行的安全可靠性。

(2)本發明中的冷卻單元在應用時，所述冷卻單元本體上沿第二方向間隔一段距離設置有混合器，所述混合器內部具有相互獨立的一第一混合腔和一第二混合腔，所述各正向流體通道與所述第一混合腔密封連通，各反向流體通道與所述第二混合腔密封連通，所述混合器的上表面作為所述冷卻面的一部分；采用上述結構，冷卻介質流經混合器時通過第一混合腔把所有正向流體通道內流動的冷卻介質混合，通過第二混合腔把所有反向流體通道內流動的冷卻介質混合，從而進一步提高了各正向流體通道內冷卻介質溫度的均勻性和各反向流體通道內冷卻介質溫度的均勻性。

附圖說明

圖1為本發明中冷卻單元的局部視圖；

圖2為本發明中連接器的結構示意圖。

圖中所示附圖標記為：1-冷卻單元本體；10-冷卻面；11-流體通道；12-正向流體通道；13-反向流體通道；14-第一導熱壁；15-第二導熱壁；2-混合器；21-第一混合腔；211-第一接口；22-第二混合腔；221-第二接口；3-太陽能光伏模塊。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明中冷卻單元的具體結構做以說明：

一種太陽能光伏模塊的冷卻單元，如圖1所示，包括由導熱材料制成的冷卻單元本體1，如采用鐵、不銹鋼或鋁合金等導熱金屬材料制成所述冷卻單元本體1，所述冷卻單元本體1上部具有適于與太陽能光伏模塊3接觸的冷卻面10，該冷卻單元本體1內部沿第一方向間隔設置有若干流體通道11，所述流體通道11沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸，并在各流體通道11內部通有冷卻介質，所述第一方向為所述冷卻單元本體1的長度方向/寬度方向，對應的，所述第二方向為與所述冷卻單元本體1的寬度方向/長度方向；所述流體通道11分為正向流體通道12和反向流體通道13，所述正向流體通道與所述反向流體通道不連通，所述正向流體通道12內冷卻介質的流動方向與所述反向流體通道13內冷卻介質的流動方向相反。冷卻單元中正向流體通道12和反向流體通道13的數量根據實際需要設置，最好使正向流體通道12和反向流體通道13沿第一方向間隔交替設置。本發明的冷卻單元中有正向流動的冷卻介質和反向流動的冷卻介質，通過雙向流動的冷卻介質實現對太陽能光伏模塊進行降溫冷卻，能夠進一步減小冷卻單元不同部位的溫差，如此一來，太陽能光伏模塊在冷卻單元的前后不同部位能得到基本相同的冷卻能力，從而提高降溫效果，從而有利于提高太陽能光伏模塊的光電轉換效率并保證系統運行的安全可靠性，為了表示清楚，圖1中僅示出一正向流體通道和兩反向流體通道。

作為進一步改進：如圖2所示，所述冷卻單元本體1上沿第二方向間隔一段距離設置有混合器2，所述混合器2內部具有相互獨立的一第一混合腔21和一第二混合腔22，各正向流體通道12與所述第一混合腔21密封連通，各反向流體通道13與所述第二混合腔22密封連通，第一混合腔21具有適于與各正向流體通道12一一對應密封連接的第一接口211，第二混合腔22具有適于與各反向流體通道13一一對應密封連接的第二接口221，并在各接口位置設置密封圈(圖中未示出)；所述混合器2外部表面作為所述冷卻面10的一部分。采用上述結構，冷卻介質流經混合器2時通過第一混合腔21把所有正向流體通道12內流動的冷卻介質混合，通過第二混合腔22把所有反向流體通道13內流動的冷卻介質混合，從而有利于提高了各正向流體通道內冷卻介質溫度的均勻性和各反向流體通道內冷卻介質溫度的均勻性。

再進一步，所述冷卻單元本體1由多個具有所述流體通道11的冷卻器和若干所述混合器2連接構成，所述冷卻器與混合器2的上表面共同構成所述冷卻面10，在第二方向上，相鄰兩冷卻器之間設有一所述混合器2。通過多個混合器2把多個冷卻器連接在一起，實現大面積冷卻，并能保證冷卻單元上各部位溫度的均勻性。

實踐應用中，有的太陽能光伏模塊3上各部位產生的熱量可能不均勻，相鄰流體通道內的溫度也可能是不一樣的，因此需要控制相應部位冷卻面10與流體腔體11之間的熱量傳導，以及相鄰流體通道11之間的熱量傳導，以達到均勻冷卻的目的，具體是通過設置各流體通道11到所述冷卻面10之間的第二導熱壁15的材質不全相同或/和厚度不全相等，和相鄰流體通道11之間的第一導熱壁14的厚度不全相等或/和材質不全相同，實際上就是根據太陽能光伏模塊3上熱量分布情況設置相應位置的第二導熱壁15的厚度或材料，對應太陽能光伏模塊3上產生熱量多的部位，減小相應位置流體通道11到冷卻面10的距離即減小相應位置第二導熱壁15的厚度，或/和相應位置第二導熱壁15采用導熱性能優于冷卻單元本體的材料，以加快熱量傳遞，同樣道理，通過改變相應位置第一導熱壁的厚度或/和材料，以改變相鄰流體通道間的熱量傳遞速度，進而改善了冷卻面10上太陽能光伏模塊3熱量產生的不均勻性及正向流體和反向流體的溫度差帶來的冷卻能力的區別。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發明的保護范圍。