一种光伏组件及其降温系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件及其降温系统。


背景技术：

2.在光伏发电系统中由于组件温度升高带来的能量损失在整个系统功率损耗中的占比非常可观。
3.光伏组件的温度损失无法避免，但是如何在光伏系统运行过程中充分降低组件的温度，从而尽量减少光伏组件由温度升高带来的功率损失成为业界需要不断突破解决的一项技术难题。
4.目前，行业中光伏组件的主要散热方式是自冷散热，通过组件自身对外界的辐射散热以及空气对组件表面的对流换热两种形式散发热量。自冷散热的散热效率相对较低，因此光伏组件在运行过程中热量集聚效应明显，温度提升较快，从而显著的限制了光伏电池的发电效率。
5.当前，行业内也提出了很多水喷淋降温系统，该类型系统存在的普遍问题如下：喷水(或喷雾)降温，将水(或水雾)直接喷在光伏组件正面，会降低组件对辐射能量的吸收：目前组件为了增加对太阳辐射能量的吸收率(减少反射)，玻璃面板表面一般都经过特殊的镀膜处理，如果在光伏组件工作期间对正面进行喷水喷雾降温会减少组件正面接收的辐射能量，可能从源头上降低光伏系统发电效率；另外，喷淋系统喷水可能对光伏支架钢结构造成影响：喷淋系统直接对光伏组件喷水，会使组件的安装支架钢结构更多的接触到水的侵蚀，可能会加快钢结构材料的腐蚀，从而降低支架结构的使用寿命。
6.综上所述，如何解决光伏组件散热效率低和发电效率低的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型提供了一种光伏组件及其降温系统，以解决光伏组件散热效率低和发电效率低的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.一种光伏组件，包括电池板组和设置于所述电池板组的背面的背板，所述背板上形成有用于冷却介质流过的液冷流道，所述背板上设置有分别与所述液冷流道连通的进液口和出液口，所述进液口用于与冷却介质供给源连通，所述出液口用于与冷却介质收集源连通。
10.优选地，所述背板为形成有所述液冷流道的中空夹层结构。
11.优选地，所述液冷流道包括多条流道腔，且均自所述背板的第一端侧向所述背板的第二端侧延伸，其中，所述第一端侧与所述第二端侧互为相对侧；所述第一端侧设置有流道进水装置，各个所述流道腔的进口均与所述流道进水装置连通，所述进液口设置于所述流道进水装置。
12.优选地，所述第二端侧设置有流道出水装置，各个所述流道腔的出口均与所述流道出水装置连通，所述出液口设置于所述流道出水装置。
13.优选地，所述背板与所述电池板组为一体式结构或分体式结构。
14.优选地，所述背板与所述电池板组为分体式结构，所述背板朝向所述电池板组的一面形成有导流槽，所述背板贴合安装于所述电池板组的背面，所述导流槽与所述电池板组的背面所围成的导流腔形成所述液冷流道。
15.优选地，所述背板固定于所述电池板组的背面的方式为粘贴、卡接或夹具夹紧。
16.优选地，所述光伏组件还包括框设于所述电池板组与所述背板所组成的整体结构的周向边沿的组件边框。
17.相比于背景技术介绍内容，上述光伏组件，包括电池板组和设置于电池板组的背面的背板，背板上形成有用于冷却介质流过的液冷流道，背板上设置有分别与液冷流道连通的进液口和出液口，进液口用于与冷却介质供给源连通，出液口用于与冷却介质收集源连通。该光伏组件，在实际应用过程中，通过冷却介质供给源自背板上的进液口进入液冷流道，再自背板上的出液口流出液冷流道并流至冷却介质收集源，从而实现对光伏组件的散热降温的目的，由于散热结构设置于光伏组件的背面，并通过冷却介质直接对电池板组进行换热，散热效率较高，并且不会影响光伏组件正面接收太阳辐射能量，继而不会从源头上降低光伏系统的发电效率，有助于提升发电效率；另外该光伏组件的液冷流道位于背板内部，并且有进液口和出液口的导向，能够避免溅射或随意流淌到光伏支架钢结构零部件上，从而能够避免钢结构支架的加速腐蚀；此外，由于背板内部设置液冷流道，使得背板总厚度相比常规单层材料背板刚性更好，抗变形能力更强，能更好的保护电池板组，避免电池板组受外力导致隐裂或破损，同时具备同等刚度性能的带有液冷流道的背板与常规单层材料背板相比较，虽然总厚度增加，但是却更加轻便，也更加节省材料；而且采用带有中液冷流道的背板层压结构本身刚性得到提高，则光伏组件对于边框的刚性要求相应会有所降低，这样也能对组件边框的截面尺寸进行优化，从而更进一步的降低光伏组件成本。
18.另外，本实用新型还提供了一种光伏组件的降温系统，该降温系统用于对上述任一方案所描述的光伏组件进行降温，具体地，该降温系统包括封闭式储液箱、进液管路、第一泵体和出液管路；所述进液管路的进液端伸入至所述封闭式储液箱的液面以下，所述进液管路的出液端与所述光伏组件的进液口连通；所述第一泵体设置于所述进液管路；所述出液管路的进液端与所述光伏组件的出液口连通，所述出液管路的出液端与所述封闭式储液箱连通。由于上述光伏组件具有上述技术效果，因此，与该光伏组件匹配的降温系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
19.优选地，所述光伏组件的数量为多块，且各个所述光伏组件以相互并联的方式设置于所述进液管路的出液端与所述出液管路的进液端之间。
20.优选地，所述进液管路上设置有过滤器；所述出液管路上设置有散热器。
21.此外，本实用新型还提供了一种光伏组件的降温系统，该降温系统用于对上述任一方案所描述的光伏组件进行降温，所述降温系统包括开放式水源、取水管和第二泵体；所述取液管的进口伸入至所述开放式水源的液面以下，所述取水管的出口与所述光伏组件的进液口连通；所述第二泵体设置于所述取水管；所述光伏组件的出液口用于向所述开放式水源排水。由于上述光伏组件具有上述技术效果，因此，与该光伏组件匹配的降温系统也应
具有相应的技术效果，在此不再赘述。
22.优选地，所述光伏组件的数量为多块，所述取水管包括取水主管和与所述光伏组件一一对应的取水支管，所述取水主管的进水口伸入至所述开放式水源，所述取水支管的进水口以并联的方式连接于所述取水主管的出水口，所述取水支管的出水口与其对应的光伏组件的进液口连通。
23.优选地，所述取水主管上设置有过滤器。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的光伏组件的整体结构示意图(图中箭头代表阳光照射方向)；
26.图2为本实用新型实施例提供的光伏组件的局部断面结构示意图；
27.图3为图2的a部局部放大结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的具有组件边框的光伏组件同时设置流道进水装置和流道出水装置的背面结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的具有组件边框的光伏组件仅设置流道进水装置的背面结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例提供的不具备组件边框的光伏组件同时设置流道进水装置和流道出水装置的背面结构示意图；
31.图7为本实用新型实施例提供的不具备组件边框的光伏组件仅设置流道进水装置的背面结构示意图；
32.图8为本实用新型实施例提供的背板上设置导流槽的结构示意图；
33.图9为本实用新型实施例提供的光伏组件的端侧结构示意图；
34.图10为本实用新型实施例提供的降温系统采用封闭式储液箱的原理图；
35.图11为本实用新型实施例提供的降温系统采用封闭式储液箱时多个光伏组件并联的原理图；
36.图12为本实用新型实施例提供的降温系统采用开放式水源的原理图；
37.图13为本实用新型实施例提供的降温系统采用开放式水源时多个光伏组件并联的原理图。
38.其中，图1-图13中：
39.电池板组1、背板2、液冷流道20、流道腔20a、导流槽20b、导流腔20c、进液口21、出液口22、流道进水装置23、流道出水装置24、组件边框3、封闭式储液箱4a、开放式水源4b、进液管路5a、进液主管5a1、进液支管5a2、取水管5b、取水主管5b1、取水支管5b2、第一泵体6a、第二泵体6b、出液管路7、出液主管7a、出液支管7b、过滤器8、散热器9。
具体实施方式
40.本实用新型的核心在于提供一种光伏组件及其降温系统，以解决光伏组件散热效率低和发电效率低的问题。
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.请参阅图1-图13，本实用新型实施例提供一种光伏组件，包括电池板组1和设置于电池板组1的背面的背板2，背板2上形成有用于冷却介质流过的液冷流道20，背板2上设置有分别与液冷流道20连通的进液口21和出液口22，进液口21用于与冷却介质供给源连通，出液口22用于与冷却介质收集源连通。
43.该光伏组件，在实际应用过程中，通过冷却介质供给源自背板上的进液口进入液冷流道，再自背板上的出液口流出液冷流道并流至冷却介质收集源，从而实现对光伏组件的散热降温的目的，由于散热结构设置于光伏组件的背面，并通过冷却介质直接对电池板组进行换热，散热效率较高，并且不会影响光伏组件正面接收太阳辐射能量，继而不会从源头上降低光伏系统的发电效率，有助于提升发电效率；另外该光伏组件的液冷流道位于背板内部，并且有进液口和出液口的导向，能够避免溅射或随意流淌到光伏支架钢结构零部件上，从而能够避免钢结构支架的加速腐蚀；此外，由于背板内部设置液冷流道，使得背板总厚度相比常规单层材料背板刚性更好，抗变形能力更强，能更好的保护电池板组，避免电池板组受外力导致隐裂或破损，同时具备同等刚度性能的带有液冷流道的背板与常规单层材料背板相比较，虽然总厚度增加，但是却更加轻便，也更加节省材料；而且采用带有中液冷流道的背板层压结构本身刚性得到提高，则光伏组件对于边框的刚性要求相应会有所降低，这样也能对组件边框的截面尺寸进行优化，从而更进一步的降低光伏组件成本。
44.需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，上述电池板组1具体可以包括eva板、电池片和钢化玻璃等，由于电池板组属于比较成熟的现有技术，在此不做更具体的描述。
45.在一些具体的实施方案中，上述背板2具体可以为形成有液冷流道20的中空夹层结构。通过设计成中空夹层结构的背板不仅有助于增强光伏组件整体强度，而且使得光伏组件的整体重量也比较轻便。需要说明的是，中空夹层结构的背板可以设计成与电池板组为一体式结构，也可以设计成分体式结构，实际应用过程中，可以根据具体需求进行选择设定。
46.进一步的实施方案中，当背板采用中空夹层结构时，液冷流道20具体可以包括多条流道腔20a，且均自背板2的第一端侧向背板2的第二端侧延伸，其中，第一端侧与第二端侧互为相对侧；第一端侧设置有流道进水装置23，各个流道腔20a的进口均与流道进水装置23连通，进液口21设置于流道进水装置23。通过设计成多条流道腔的结构形式，并且各个流道腔20a的进口均与流道进水装置23连通，从而能够使得液冷流道的遍布面积更广，使得换热效果更好。
47.进一步的实施方案中，第二端侧还可以设置有流道出水装置24，各个流道腔20a的出口均与流道出水装置24连通，出液口22设置于流道出水装置24。通过流道出水装置配合
出液口使得冷却液排放更将方便引流及收集。当然可以理解的是，实际应用过程中，也可以不设置流道出水装置，流道腔的出口直接向冷却介质收集源排放，比如冷却介质收集源为开放式水源，比如池塘、盐池、人工水槽等自然或人工水源等，可以采用流道腔的出口直接向开放式水源排放。
48.需要说明的是，上述背板2采用带有液冷流道的中空腔体结构，仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用其他液冷流道的构成方式，比如，背板2与电池板组1为分体式结构，背板2朝向电池板组1的一面形成有导流槽20b，背板2贴合安装于电池板组1的背面，导流槽20b与电池板组1的背面所围成的导流腔20c形成液冷流道20。通过设计成该种导流槽的结构形式，使得加工更加方便。
49.进一步的实施方案中，上述背板2固定于电池板组1的背面的方式具体可以采用粘贴的方式，也可以采用卡接的方式，又或者是采用夹具夹紧的方式等，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。
50.在一些具体的实施方案中，上述光伏组件还可以包括框设于电池板组1与背板2所组成的整体结构的周向边沿的组件边框3。当然也可以是不含边框的双玻组件，实际应用中，可以根据具体需求进行选择设定，在此不做更具体的限定。
51.另外，本实用新型还提供了一种光伏组件的降温系统，用于对上述任一方案所描述的光伏组件进行降温，如图10所示，该降温系统具体可以包括封闭式储液箱4a、进液管路5a、第一泵体6a和出液管路7；进液管路5a的进液端伸入至封闭式储液箱4a的液面以下，进液管路5a的出液端与光伏组件的进液口21连通；第一泵体6a设置于进液管路5a；出液管路7的进液端与光伏组件的出液口22连通，出液管路7的出液端与封闭式储液箱4a连通。实际工作过程中，通过启动第一泵体6a，封闭式储液箱4a内的冷却介质通过进液管路5a输送至进液口21，然后由进液口21进入光伏组件的背板上设置的液冷流道，再由出液口22流出实现换热冷却，出液口22流出的冷却介质通过出液管路7回流至封闭式储液箱4a，实现冷却循环过程。由于上述光伏组件具有上述技术效果，因此，与该光伏组件匹配的降温系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
52.进一步的实施方案中，如图11所示，上述光伏组件的数量具体可以为多块，且各个光伏组件以相互并联的方式设置于进液管路5a的出液端与出液管路7的进液端之间。具体地，进液管路5a可以包括进液主管5a1和与光伏组件一一对应的进液支管5a2，其中，进液主管5a1的进口伸入至封闭式储液箱4a的液面以下，进液支管5a2的进口以并联的方式连接于进液主管5a1的出口，进液支管5a2的出口与其对应的光伏组件的进液口连通；出液管路7包括出液主管7a和与光伏组件一一对应的出液支管7b，其中，出液支管7b的进口与其对应的光伏组件的出液口连通，出液支管7b的出口以并联的方式连接于出液主管7a的进口，出液主管7a的出口与封闭式储液箱4a连通。
53.进一步的实施方案中，上述进液管路5a上还可以设置有过滤器8，通过设置过滤器能够有效滤除冷却介质中的杂质，避免管路及液冷流道堵塞；另外，出液管路7上还可以设置有散热器9，通过设计散热器9能够加速流出液冷流道的冷却介质的冷却，避免持续工作一段时间后封闭式储液箱4a内的冷却介质处于温度较高的状态而降低冷却效果。当然可以理解的是，过滤器8和散热器9并不是本降温系统所必须的，比如，散热器9可以与封闭式储水箱进行功能合并，又比如，过滤器8在水源纯净度可以保证的条件下可以省去。
54.此外，本实用新型还提供了另外一种光伏组件的降温系统，该降温系统用于对上述任一方案所描述的光伏组件进行降温，如图12所示，该降温系统具体包括开放式水源4b、取水管5b和第二泵体6b；取液管5b的进口伸入至开放式水源4b的液面以下，取水管5b的出口与光伏组件的进液口21连通；第二泵体6b设置于取水管5b；光伏组件的出液口22用于向开放式水源4b排水。其中，开放式水源具体可以是湖泊、池塘、盐池、人工水槽等自然或人工水源。降温系统的工作过程为：从开放式水源吸取冷却水，经管路系统进入光伏组件的背板上的液冷流道内，吸收并带走光伏组件散发的热量，然后经光伏组件加热的冷却水最终流入环境水源完成水的循环。该开放式水源的降温系统主要应用于水资源丰富或较易于获取的光伏发电场景，在这样的场景下能充分利用该环境丰富的水资源来提升光伏系统的发电效率从而提升收益。
55.另外，对于开放式水源对应的降温系统，如果考虑环境水源为养殖水域，该系统促使水进行循环流动能大大的增加水的溶氧度，溶氧度的提高有利于养殖的增产；如果考虑环境水域为晒盐盐田，该系统对卤水进行扬水并淋卤，能够快速增加卤水的温度，并且增加卤水的蒸发表面积，能够极大的增加盐田卤水的蒸发量，从而提升盐田的制卤和产盐量。
56.进一步的实施方案中，光伏组件的数量具体可以为多块，如图13所示，取水管5b具体可以包括取水主管5b1和与光伏组件一一对应的取水支管5b2，取水主管5b1的进水口伸入至开放式水源4b，取水支管5b2的进水口以并联的方式连接于取水主管5b1的出水口，取水支管5b2的出水口与其对应的光伏组件的进液口21连通。通过将取水管设计成上述结构形式，能够通过一个泵体对多个光伏组件进行供应冷却水，提升泵体的利用率。
57.需要说明的是，上述取水主管5b2上一般会设置有过滤器8。通过设置过滤器能够有效滤除冷却介质中的杂质，避免管路及液冷流道堵塞。
58.以上对本实用新型所提供的一种光伏组件及其降温系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
59.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
60.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
61.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
62.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
63.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
64.还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。