一种低流阻液冷板及二次复合光热组件制备方法与流程

本发明涉及液冷板，特别是涉及一种低流阻液冷板及二次复合光热组件制备方法。

背景技术：

1、在光伏光热一体化技术领域，光伏组件在将太阳能转换为电能的同时，其电池片会产生大量热量。若该热量未能及时导出，不仅会导致光伏组件的工作温度升高、光电转换效率下降，还会加速封装材料老化，缩短组件使用寿命。因此，通常需要在光伏组件背部配置液冷板，通过冷却介质的循环流动带走热量，并将余热加以回收利用，以实现光伏发电与热能利用的协同。

2、目前，光伏光热组件所采用的液冷板多为蛇形流道结构或单一直流道结构。在这类结构中，冷却介质需沿单一连续路径流经整个板体，流体路径长、沿程阻力大，导致液冷板进出口之间的压降偏高，对循环泵的扬程要求较高；同时，由于缺乏有效的分流与均压结构，冷却介质在板面各区域的流量分配难以均匀，易出现局部滞流或短路流动，造成板面温度分布不均，进而影响换热效率及组件长期运行的稳定性。

3、在液冷板与光伏层压件的复合工艺方面，现有技术通常采用传统poe或eva胶膜，通过一次高温长时层压固化将液冷板与光伏层压件直接复合。由于金属材质的液冷板与光伏层压件的热膨胀系数差异显著，在高温固化后的冷却过程中，二者收缩不一致，导致复合界面处产生较大的残余应力，容易引发组件翘曲甚至脱层；同时，高温长时间的层压条件还会增加光伏电池片因热应力和机械压力而发生隐裂的风险，影响成品合格率及组件的服役可靠性。

4、因此，如何优化液冷板的流道结构以降低流动阻力、提高冷却介质的流量分布均匀性，并改进液冷板与光伏层压件的复合工艺以降低界面残余应力、避免组件翘曲和脱层，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低流阻液冷板及二次复合光热组件制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低流阻液冷板，包括板体、至少一个进口、至少一个出口、汇流道、多条支流道以及隔流区；

3、所述汇流道分别设置于所述板体的两边侧；

4、多条所述支流道呈间隔设置，并连通于两边侧的所述汇流道之间；

5、所述隔流区设置于所述板体上，且不参与流体流动的封闭区域或实体分隔区域，所述隔流区位于多条所述支流道的排布区域内，以将多条所述支流道分隔为至少两个支流道组；

6、至少一个所述进口与所述板体一边侧的所述汇流道连通，至少一个所述出口与所述板体另一边侧的所述汇流道连通，冷却介质能够由所述进口进入所述汇流道，经所述汇流道分配至多条所述支流道，再经所述汇流道汇集后由所述出口排出。

7、优选的，所述汇流道均沿所述板体的第一方向延伸，并分别设置于所述板体在第二方向上的相对两侧；

8、多条所述支流道均沿所述第二方向延伸，并沿所述第一方向呈并联间隔排布；

9、所述隔流区沿所述第二方向延伸，以将多条所述支流道分隔为两个所述支流道组。

10、优选的，所述进口和所述出口的数量均为两个；

11、两个所述进口分别设置于所述隔流区的两侧，并均与所述板体一边侧的所述汇流道连通；

12、两个所述出口分别设置于所述隔流区的两侧，并均与所述板体另一边侧的所述汇流道连通。

13、优选的，所述汇流道的横截面积大于任一所述支流道的横截面积，所述汇流道用于对冷却介质进行分流、汇流、缓冲或均压；

14、所述汇流道和所述支流道的横截面宽度均大于各自的横截面高度；

15、多条所述支流道为等间距平行设置的长条形流道。

16、优选的，所述板体的长度为2000mm～2500mm、宽度为1000mm～1300mm；

17、所述汇流道的宽度为10mm～30mm、高度为5mm～15mm；

18、所述支流道的数量为30条～100条，所述支流道的宽度为8mm～20mm、高度为2mm～6mm；

19、所述进口和所述出口的直径均为15mm～30mm。

20、优选的，所述隔流区设置有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述隔流区的延伸方向间隔设置，且多个所述安装孔均避开所述汇流道和多条所述支流道设置。

21、优选的，所述板体的材质为铝合金板、不锈钢板或铜合金板。

22、优选的，所述汇流道和所述支流道通过冲压成型后焊接、辊压复合、钎焊、激光焊接、挤压成型或吹胀方式形成。

23、一种二次复合光热组件，包括光伏层压件、热塑性聚烯烃胶膜以及低流阻液冷板；

24、所述光伏层压件为经一次层压封装形成的光伏层压件，所述光伏层压件的受光面覆有全黑色吸光涂层，多个所述安装孔用于避让所述光伏层压件的电流引出线；

25、所述热塑性聚烯烃胶膜夹设于所述光伏层压件的背面与所述低流阻液冷板的板体之间，且所述热塑性聚烯烃胶膜的厚度为0.2mm～0.5mm；

26、所述光伏层压件、所述热塑性聚烯烃胶膜和所述低流阻液冷板经二次层压复合形成一体化结构，所述热塑性聚烯烃胶膜填充所述光伏层压件与所述低流阻液冷板之间的界面间隙，并形成连续粘接层；

27、还包括接线盒和边框，所述接线盒与所述光伏层压件的电流引出线电连接，所述边框为聚氨酯框并设置于所述光热组件的外周。

28、一种二次复合光热组件制备方法，包括如下步骤：

29、s1、提供经一次层压封装形成的光伏层压件、热塑性聚烯烃胶膜和具有多条并联支流道的低流阻液冷板；

30、s2、对所述低流阻液冷板进行预处理，所述预处理包括去油、清洗、干燥、表面活化处理中的至少一种，并对所述低流阻液冷板进行气密性检测；

31、s3、将所述热塑性聚烯烃胶膜铺设于所述光伏层压件的背面，并将所述低流阻液冷板叠放于所述热塑性聚烯烃胶膜背离所述光伏层压件的一侧，通过设置于所述低流阻液冷板上的安装孔与所述光伏层压件的电流引出线进行避让定位，形成待层压件；

32、s4、对所述待层压件进行第一复合处理，在抽真空条件下，于100℃～120℃的温度和50kpa～70kpa的压力下对所述待层压件加热并加压10min～15min，使所述热塑性聚烯烃胶膜软化并填充所述光伏层压件背面与所述低流阻液冷板之间的界面间隙；

33、s5、对经所述第一复合处理后的待层压件进行第二定型处理，在保持压力的条件下，于40℃～60℃的温度和40kpa～60kpa的压力下进行保压冷却10min～15min，使所述热塑性聚烯烃胶膜定型，并使所述光伏层压件、所述热塑性聚烯烃胶膜和所述低流阻液冷板形成一体化的二次复合光热组件；

34、s6、将经所述第二定型处理后的组件进行常温冷却，去除边缘多余胶膜，并检查所述安装孔及所述电流引出线是否存在干涉，随后安装接线盒和边框；

35、s7、对所得二次复合光热组件进行检测，所述检测包括外观检查、绝缘耐压测试、接地连续性测试、气密性测试、流阻测试、热循环测试以及光伏电性能测试中的至少一种。

36、本发明的技术效果和优点：

37、本发明通过汇流道与多条支流道的分区并联设计，冷却介质被分配至多个较短的流动支路中，缩短单条流体路径，降低沿程阻力，减小液冷板进出口压降；隔流区阻断进口与出口之间的短路流动，配合汇流道的分流与均压作用，使冷却介质在板体板面各区域流量分配趋于均匀，减少局部滞流，提高换热一致性；

38、本发明采用热塑性聚烯烃胶膜作为复合层，并在第一腔室中以100℃～120℃的较低温度进行加热加压复合，区别于传统poe/eva高温长时固化体系；随后在第二腔室中于40℃～60℃下进行保压冷却，使热塑性聚烯烃胶膜冷却定型，释放板体与光伏层压件之间的界面残余应力，降低因二者热膨胀系数差异导致的翘曲和脱层风险；

39、本发明的光伏层压件经一次层压封装形成稳定结构后，再与板体进行二次层压复合；复合过程中通过安装孔对电流引出线进行避让定位，并通过压力调节和缓冲支撑，降低板体表面结构对电池片造成机械损伤的风险，减少电池片隐裂；同时，热塑性聚烯烃胶膜填充光伏层压件与板体之间的界面间隙并形成连续粘接层，减少空气夹层，降低界面热阻。