专利名称：传热元件和用于冷却太阳能电池的设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种传热元件，其被布置为放在太阳能电池的阴影侧上且被构造为从太阳能电池收集热量，从而降低太阳能电池的温度。本发明还包括一种用于冷却太阳能电池的设备，其包括传热元件。
背景技术：
光伏(PV)是这样一种技术领域，其包括用于通过将太阳光直接转换成电来产生能量的太阳能电池。由于对太阳能的需求日益增长，近些年来太阳能电池的制造已急剧膨胀。根据一些估计，PV发电已经每两年翻一倍，从2002年开始每年平均增长48%。在2007年末，根据原始数据，累积的全球发电量是12400兆瓦。此发电量的大约90%由并网电气系统组成。 可将这种设备安装在地上或建造在建筑物的屋顶或墙壁中，被称为建筑物集成光伏或简称为BIPV。财务激励(例如，对太阳能发电的优惠上网电价，和净计量电价)已经在许多国家支持太阳能PV设备。高效太阳能电池是专门设计为以节省成本且有效的方式发电的太阳能电池。存在具有不同特性的不同类型的太阳能电池。例如，有这样一些报告，其将硅太阳能电池的最高效率描述为是M.7%，将基于薄膜的太阳能电池(CdTe)的最高效率描述为是18%，将基于铜铟镓硒化物薄膜的太阳能电池(也叫做CIGQ的最高效率描述为是 19. 5%。已进行的试验表明，一些太阳能电池当其温度上升至超过特定水平时其效率表现出可测出的减小。对于一些基于硅酮的太阳能电池来说，这种临界温度水平可低至45°C，并且，该温度是容易达到的温度。在晴天，太阳能电池中的温度可超过100°C。因此，这些太阳能电池在明亮的太阳光中无法如预期地运行。我们的试验已经表明，当太阳能电池中的温度达到80°C时，具有17%的效率的基于硅酮的太阳能电池效率下降，并执行3. 4%的效率。在此文献中，术语“太阳能电池板”用于表示一个或多个太阳能电池或太阳能电池的模块或阵列，它们旨在构成用于收集太阳能的表面或表面单元。因此，太阳能电池板可包括安装在任何类型的基板上的太阳能电池，或者太阳能电池本身就是太阳能电池板，或者所包括的太阳能电池是薄膜类型的或构成用于收集太阳能并将太阳能转换成电能的区域的任何其它类型的)。一个太阳能电池通常很小，其具有很少的电输出，因此通常与其它太阳能电池连接，以达到期望的峰值电压和电流。已经尝试通过使得空气吹过电池以带走热量，来降低太阳能电池中的温度，从而增加效率。已经证明，在一些应用场合和天气条件中，带走热量的此对流方法是不够的。已对基于硅酮的太阳能电池研究出另一种方法，尽可能地使用纯硅酮。通过减小太阳能电池中的吸热暗污染物的含量，可以一定程度地将纯硅酮太阳能电池的相对工作温度相比于传统方式降低一些。然而，当达到临界温度时，效率快速降低，即使临界温度只高几度。其还增加了太阳能电池的价格，并减小了可制造的体积。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供一种解决或至少在一定程度上减轻上述挑战的传热元件和设备。这些目的由本发明实现，如其在所附独立权利要求中限定的。将传热元件(被布置为放在太阳能电池板的阴影侧上并与其接触)构造为，从太阳能电池收集热量并由此降低太阳能电池中的温度。所述元件包括入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的内部通路。所述通路限定在两个基本平行的板之间，并被布置为引导传热流体。这样，可用传导方式从太阳能电池带走热量，传导是传热的一种有效方式。在一个实施方式中，至少一个所述板是不导电材料的。因此可避免使太阳能电池短路的危险。在一个实施方式中，所述材料可以是聚合物。可以获得多种聚合物，这些聚合物具有多种特性以使其适用于并被设计用于特定情况和形状，这些情况包括，例如，工作温度、 温度波动、紫外抗性、抗冲击性、电阻率等。在另一实施方式中，所述元件可以是自支撑的。因此，元件保持其计划的形式，易于定位，并且还可用作结构的一部分。在另一实施方式中，一个板可具有构造通路的图案，另一个板可以是平面。因此， 可将平板放置为与太阳能电池板的阴影侧抵靠，或者，板侧可用作安装太阳能电池的基板， 以使元件和太阳能电池之间的接触表面最大化。在一个实施方式中，可通过材料同质接点将板彼此结合。在另一实施方式中，可用具有与板相同的分子结构的接点将板彼此结合。而且，板之间的接点可具有与板相同的材料厚度。具有尽可能同质的材料，可改进暴露于高且频繁的温度变化的元件的耐久性。在其它实施方式中，聚合物材料可来自一组塑料材料，其包括，例如，ABS塑料、聚碳酸酯塑料、聚丙烯等。在另一些实施方式中，这些板可包括增进板特性的多个层。因此，对于不同的情况，可特殊地设计并调整元件特性。在又一实施方式中，可在板之间布置多个点状接点并将其在通路区域上分布，优选地与布置于一个板中的凹坑组合。这种点状接点增加了元件的硬度，并增加其强度，可用作结构的一部分。其还帮助形成内部通路并加强其形状稳定性。例如，当对内部通路中的流体加压时，这些板表现出分离并使通路更高的趋势。在这种情况中，这些点状接点有助于将板保持在预定距离，同时确保通路中的流体的厚度不增加。在一个实施方式中，可将太阳能电池放在玻璃基板上，并且，元件与该基板邻接。 有利的是，能够具有表现出良好导热性的基板。在一个实施方式中，可将太阳能电池直接放在元件的平板上，而所述板可用作用于太阳能电池的基板。本发明进一步包括一种用于冷却太阳能电池板的设备，用于冷却太阳能电池板的设备包括被布置为放在电池板的阴影侧上并与电池板接触的传热元件，所述元件包括入口、出口以及在所述入口和所述出口之间延伸的内部通路，并且用于冷却太阳能电池板的设备还包括将传热流体供应至所述入口并从出口接收传热流体的系统。因此，通过带走热
4量，可降低太阳能电池中的温度。在一个实施方式中，所述系统可进一步包括在再次将传热流体供应至所述入口之前从自所述出口接收的传热流体收集并带走热量的装置。因此，热能可用于其它目的，例如加热水。在下文中，将在本发明的一些实施方式的详细描述的基础上更详细地说明本发明，这些实施方式仅是实施例。在以下描述中参考了附图，其中
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方式中的原理的传热元件以及太阳能电池板的分解侧视图。图2示意性地示出了处于激活位置中的根据图2的设备的原理。图3示意性地示出了根据图1和图2的元件的图案侧。图4示意性地示出了用于冷却太阳能电池板的实施方式设备。
具体实施例方式参考图1和图2，在本发明的第一实施方式中，将许多基于硅酮的太阳能电池1放在基板2或形成太阳能电池板的玻璃载体上。基板的下方是传热元件3，其具有与玻璃的下侧邻接的平表面。这里，基板的外轮廓和元件的外轮廓大体相同，以确保其间具有最大接触面积，从而实现良好的热传导。传热元件包括入口通道4、出口通道5以及连接入口和出口的内部通路6。在此实施方式中，该元件由两个ABS塑料材料的板制成，表现出足够低的含碳量和抵抗吸收湿气的性能，以确保是不导电材料。第一板是平面矩形板，第二板是设置有地形图案的矩形板， 该图案形成入口通道4、出口通道5和通路6。在本实施方式中，入口 4和出口 5分别表现为是穿通通路，使得可以在更大的系统中并排布置许多传热元件(如果希望的话)。否则，可分别堵塞入口和出口的穿通通路。然而，入口通道使得可在内部通路的整个入口侧上供应传热流体。同样地，出口通道使得可在内部通路的整个出口侧上接收传热流体，从而使得热量的传输有效。第二板中的图案是第二板在两个板之间的密封操作之前或在密封操作的连接操作中的塑性变形的结果。在第一板和第二板的边缘周围执行密封操作，两个板之间具有分布于通路区域6上的多个点状接点，并且多个点状接点与形成于第二板中的多个凹坑组合。由此形成的通路通道的网状图案在入口和出口之间延伸，确保了能够实现较大的湿表面，并确保当对元件中的流体加压时两个板不分离。而且，可微调元件的效率，并且，通过调整通路中的板间距离(由此调整计划流过通路的流体的高度)，可使其适应不同的工作条件。此外，参考图4，被布置为与太阳能电池板1，2接触的传热元件3与对所述入口 4 供应传热流体并从出口 5接收传热流体的系统连接。该系统进一步包括逆流热交换器7，以为了其它目的而利用热量，例如加热水。在其它实施方式中，可使传热流体只通过元件一次而不循环，或者，可在再次在入口处引入之前使循环通过冷却设备。
当形成传热元件时使得板使用ABS材料，可提供一些有利的特征。在冲击强度、耐久性和泄漏方面，可产生高质量的接点。点状接点增加了已有形状的板的稳定性，使得元件在一定程度上自支撑，其中，其还可用作结构中的一部分，但是仍允许一些微小弯曲。在另一实施方式中，太阳能电池布置于薄片，或以能够接受小弯曲的一些其它类型而布置在基板或载体中，并且，在太阳能电池和元件之间不需要玻璃基板。因此，可将太阳能电池直接放在传热元件的平面侧上，即使板中的材料是塑料材料，例如ABS。在另一实施方式中，入口和出口均可包括快速连接器形式的连接器装置，以作为与管道、管子或软管自由连接的工具。在具有入口通道和出口通道的实施方式中，当然可将连接器装置放在所述通道的两端中。快速连接器包括布置于入口或出口的开口中的壳体。优选地，用与板相同的材料制造壳体，并以与将板彼此密封的方式相同的方式将壳体密封至板。也可通过焊接、粘合或其它适当的方式将其连接。在壳体中布置具有埋头凸缘的圆柱形孔、被布置为保持在所述埋头凸缘上的0形环形式的密封装置、保持在0形环上的平面垫圈、具有保持平面垫圈的内部倒钩的环形式的管道/管子/软管夹紧装置，以及可实现将夹紧装置保持在适当位置的锁定装置。因此，对于传热流体，可将元件与系统轻松地连接。对于本领域的技术人员来说， 这种流体是公知的，因此将不需要对其进一步说明。在诸如此类的应用中，不导电材料的实例可具有，例如，高于IXlO6Qm的电阻率， 优选地高于1 X IO8 Ω m,更优选地高于1 X 101° Ω m,最优选地高于1 X IO13 Ω m。 在权利要求中，不应将位于括号内的任何参考标记理解为限制权利要求。词语“包括”不排除除了在权利要求中列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件前的词语 “a”或“an”不排除多个这种元件的存在。
权利要求
1.一种传热元件，被布置为放在太阳能电池板的阴影侧上并与所述太阳能电池板接触，并被构造为用于从太阳能电池收集热量，从而降低所述太阳能电池的温度，所述元件包括入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的内部通路，所述内部通路布置为弓丨导传热流体，所述通路限定在基本平行的两个板之间，其中，在通路区域上分布有所述板之间的多个点状接点，优选地，所述多个点状接点与布置于至少一个板中的多个凹坑组合。
2.根据权利要求1所述的传热元件，其中，至少一个所述板是不导电材料的。
3.根据权利要求2所述的传热元件，其中，所述材料是聚合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传热元件，其中，一个板表现出构造通路图案的图案，另一个板是平的。
5.根据权利要求4所述的传热元件，其中，平的所述板布置为与所述太阳能电池板邻接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的传热元件，其中，所述板通过材料同质接点而彼此结合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的传热元件，其中，所述板利用具有与所述板相同的分子结构的接点而彼此结合。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传热元件，其中，所述板之间的接点具有和所述板相同的材料厚度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的传热元件，其中，所述聚合物材料来自包括以下材料的塑料材料组:ABS、聚碳酸酯塑料、聚丙烯。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的传热元件，其中，所述太阳能电池放在玻璃基板上，并且，所述元件与所述基板邻接。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的传热元件，其中，所述太阳能电池直接放在一个所述元件板上，所述板由此用作基板。
12.一种用于冷却太阳能电池板的设备，包括被布置为放在所述电池板的阴影侧上并与所述电池板接触的传热元件，所述元件包括入口、出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的内部通路；以及将传热流体供应至所述入口并从所述出口接收所述传热流体的系统，其中，在通路区域上分布有所述板之间的多个点状接点，优选地，多个点状接点与布置于至少一个板中的多个凹坑组合。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述系统进一步包括在再次将传热流体供应至所述入口之前从自所述出口接收的传热流体收集热量的装置。
全文摘要
本发明涉及一种传热元件和用这种元件降低太阳能电池的温度的设备。将传热元件布置为放在太阳能电池板的阴影侧上并与电池板接触，并将传热元件构造为从太阳能电池收集热量，所述元件包括入口、出口以及在所述入口和所述出口之间延伸的内部通路，所述通路布置为引导传热流体。而且，在两个大体平行的板之间限定通路。该设备包括被布置为放在电池板的阴影侧上并与电池板接触的传热元件，和将传热流体供应至所述入口并从出口接收传热流体的系统。本发明还包括用于冷却太阳能电池板的设备，包括被布置为放在电池板的阴影侧上并与电池板接触的传热元件，和将传热流体供应至元件的入口并从元件的出口接收传热流体的系统。
文档编号F28F3/04GK102171841SQ200980138598
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年9月30日
发明者佩尔·贡纳尔·埃里克松 申请人:日心公司