综合光伏发电散热系统的制作方法

1.本技术涉及光伏供电技术领域，尤其涉及一种综合光伏发电散热系统。


背景技术：

2.光伏发电系统，简称光伏，是指利用半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统的能量来源于取之不尽、用之不竭的太阳能，是一种清洁、安全和可再生的能源。光伏发电过程不污染环境，不破坏生态。
3.现有的光伏发电系统已经比较成熟，但仍然存在着光伏发电系统散热效果差，因太阳辐射和系统运行产生的热量经常积蓄在光伏发电系统内，容易造成光伏发电系统的损坏。
4.上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种综合光伏发电散热系统，旨在解决现有光伏发电系统散热效果差容易损坏的技术问题。
6.为实现上述目的，本技术提供一种综合光伏发电散热系统，包括：
7.冷却塔；输水管道；
8.光伏阵列；所述光伏阵列通过所述输水管道与所述冷却塔管道连接；
9.逆变器；所述逆变器通过所述输水管道与所述光伏阵列管道连接；
10.水阀；所述逆变器还通过所述输水管道与所述水阀管道连接；
11.所述水阀通过所述输水管道与所述冷却塔管道连接；
12.其中，所述综合光伏发电散热系统，用于将所述冷却塔中的冷却水通过所述输水管道依次经过所述光伏阵列、所述逆变器、所述水阀并回流到所述冷却塔中。
13.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：
14.导线；光伏控制器；配电箱；
15.所述光伏阵列通过所述导线与所述逆变器通信连接；
16.所述逆变器通过所述导线与所述光伏控制器通信连接；
17.所述配电箱通过所述导线与所述逆变器通信连接。
18.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：变流器；蓄电池模组；负荷终端；
19.所述变流器通过所述导线分别与所述配电箱和所述蓄电池模组通信连接；
20.所述蓄电池模组通过所述导线分别与所述光伏控制器和所述负荷终端通信连接。
21.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：变压器；电网；负荷终端；
22.所述变压器通过所述导线与所述配电箱通信连接；
23.所述电网通过所述导线分别与所述变压器和所述负荷终端通信连接。
24.可选地，所述光伏控制器包括无线通信模块；用户终端；
25.所述光伏控制器通过所述无线通信模块与所述用户终端通信连接。
26.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：汇流箱；
27.所述汇流箱通过所述导线分别与所述光伏阵列和所述逆变器通信连接。
28.可选地，所述水阀为三通阀；所述综合光伏发电散热系统，还包括：
29.凉水池、低温水泵；第一高温水泵；
30.所述凉水池通过所述输水管道与所述低温水泵管道连接；
31.所述低温水泵通过所述输水管道与所述冷却塔管道连接；
32.所述逆变器通过所述输水管道与所述三通阀的进水端管道连接；
33.所述三通阀的第一出水端通过所述输水管道与所述第一高温水泵管道连接；
34.所述第一高温水泵管道通过所述输水管道与所述冷却塔管道连接。
35.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：蓄水箱；
36.所述蓄水箱的水箱进水口通过所述输水管道与所述三通阀的第二出水端管道连接。
37.可选地，所述综合光伏发电散热系统，还包括：第二高温水泵、热水器；
38.所述蓄水箱的水箱出水口通过所述输水管道与所述第二高温水泵管道连接；
39.所述第二高温水泵管道通过所述输水管道与所述热水器管道连接。
40.可选地，所述光伏阵列和所述逆变器都设置有翅片式换热器。
41.在本实用新型中提供一种综合光伏发电散热系统，综合光伏发电散热系统中包括：冷却塔、输水管道、光伏阵列、逆变器以及水阀。综合光伏发电散热系统通过将冷却塔中与空气进行充分热交换后得到的冷却水或者从凉水池、深水井等别处直接获取的冷却水通过输水管道依次经过光伏阵列、逆变器、水阀并回流到所述冷却塔中，从而冷却水完成了与光伏阵列和逆变器的充分热交换，将冷却水的冷量传递给了光伏阵列和逆变器，进而使得光伏阵列和逆变器的处于稳定且常温的温度范围，持续稳定地减少光伏发电系统内积蓄的热量，确保了光伏发电系统运行的稳定性，提高了光伏发电系统运行寿命。
附图说明
42.图1是本技术综合光伏发电散热系统第一实施例的框架结构示意图；
43.图2是本技术综合光伏发电散热系统第二实施例的框架结构示意图。
44.附图标号说明：标号名称标号名称100综合光伏发电散热系统1光伏控制器2光伏阵列3汇流箱4逆变器5配电箱6变流器7蓄电池模组8负荷终端81热水器82用户终端9凉水池10低温水泵11冷却塔12输水管道13导线14变压器15电网
16蓄水箱17第一高温水泵18第二高温水泵19三通阀
45.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
46.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
49.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
50.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
51.本技术在研究测试传统的光伏发电系统中发现由于太阳的热辐射会导致光伏阵列，也就是太阳能电池组件持续升温，特别是光伏发电系统常被安装于光照充足的地区，这对太阳能电池组件的质量和使用带来带来严峻的挑战。另外，在光伏发电系统运行的过程中，逆变器工作时也会产生大量的热量，如果这些热量不能得到及时地减少，那么对逆变器以及整个光伏发电系统的损坏都是不可逆的。因此，针对光伏阵列和逆变器，亟需一种散热方案以保护光伏发电系统。
52.本技术的综合光伏发电散热系统的主要技术方案和技术原理可以简要概述为：
53.通过将冷却塔中的冷却水通过输水管道依次经过光伏阵列、逆变器、水阀并回流到所述冷却塔中，冷却水与光伏阵列中设置的换热翅片和换热基管充分换热，从而对光伏阵列进行降温，继而与光伏阵列换热后的冷却水再经过逆变器中设置的换热翅片和换热基管充分换热，也完成了对逆变器的换热，此时的冷却水已经变成了高温水，一部分高温水可以通过高温泵再回到冷却塔进行循环冷却，高温水在于空气充分接触又变回冷却水，另一部分高温水可以输送到蓄水箱中进行储存进而用户可以使用这部分热水进行洗漱、沐浴、取暖等生活、生产活动。
54.本技术提出一种综合光伏发电散热系统100，在综合光伏发电散热系统100第一实
施例中，参照图1，所述综合光伏发电散热系统100包括：
55.冷却塔11；输水管道12；
56.光伏阵列2；所述光伏阵列2通过所述输水管道12与所述冷却塔11管道连接；
57.逆变器4；所述逆变器4通过所述输水管道12与所述光伏阵列2管道连接；
58.水阀；所述逆变器4还通过所述输水管道12与所述水阀管道连接。
59.所述水阀通过所述输水管道12与所述冷却塔11管道连接。
60.其中，所述综合光伏发电散热系统100，用于将所述冷却塔11中的冷却水通过所述输水管道12依次经过所述光伏阵列2、所述逆变器4、所述水阀并回流到所述冷却塔11中。
61.在本实施例中，具体地，其中的冷却塔11可以为封闭式冷却塔11，也可以为开放式冷却塔11，可以根据根据的生产、生活的需要进行设置，比如生活中用水对水的品质要求比较高就可以考虑封闭式冷却塔11。
62.其中的输水管道12可以为金属管，也可以为塑复金属管或者塑料管，金属管可以为内搪塑料的热镀铸铁管、铜管、不锈钢管等，塑复金属管可以为钢塑复合管，铝塑复合管等，塑料管可以为pb管、pp-r管等。
63.其中的光伏阵列2，也即太阳能电池阵列（组件），可以为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的一种或多种的组合。
64.具体地，在一实施例中，所述光伏阵列2设置有翅片式换热器，再具体地，光伏阵列2的背向太阳的一侧（背侧）设置有翅片式换热器或者换热盘管，翅片式换热器或者换热盘管均匀地分布设置于所述光伏阵列2的背侧以保证冷却水与光伏阵列2的充分热交换。其中翅片式换热器中的基管或者换热盘管可以为不锈钢管。
65.其中的逆变器4，是一种把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器，这里的逆变器4就是太阳能逆变器4。可以为正弦波逆变器4或者准正弦波逆变器4。
66.具体地，在一实施例中，所述逆变器4也设置有翅片式换热器或者换热盘管，翅片式换热器或者换热盘管均匀地分布设置嵌入于所述逆变器4的中间位置以使整个逆变器4都能够得到充分的散热。另外，逆变器4也设置有风机，从而加快逆变器4的散热。
67.其中的水阀可以为三通阀19，阀体有三个口，一进两出。
68.从图1以及上述的内容可见，通过冷却水在输水管道12内的流动和循环，能够对光伏阵列2和逆变器4进行散热降温，一般情况下，冷却水的温度范围可在20℃-40℃，比如冷却塔11从冷水池得到补充的冷却水可以为20℃，经过光伏阵列2和逆变器4进行充分热交换又在冷却塔11进行空气散热后的冷却水可以为40℃，需要说明的是，在本实施例中，换热设计可以保持光伏阵列2在25-50摄氏度，逆变器4可以保持在30-55摄氏度，都属于正常工作时的温度，从而确保了本实施例的综合光伏发电散热系统100运行时的稳定性。
69.在本实用新型中提供一种综合光伏发电散热系统100，综合光伏发电散热系统100中包括：冷却塔11、输水管道12、光伏阵列2、逆变器4以及水阀。综合光伏发电散热系统100通过将冷却塔11中与空气进行充分热交换后得到的冷却水或者从凉水池9、深水井等别处直接获取的冷却水通过输水管道12依次经过光伏阵列2、逆变器4、水阀并回流到所述冷却塔11中，从而冷却水完成了与光伏阵列2和逆变器4的充分热交换，将冷却水的冷量传递给了光伏阵列2和逆变器4，进而使得光伏阵列2和逆变器4的处于稳定且常温的温度范围，持续稳定地减少光伏发电系统内积蓄的热量，确保了光伏发电系统运行的稳定性，提高了光
伏发电系统运行寿命。
70.进一步地，可继续参照图1或图2，基于上述实施例，在本实用新型的第二实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：
71.导线13；光伏控制器1；配电箱5；
72.所述光伏阵列2通过所述导线13与所述逆变器4通信连接；
73.所述逆变器4通过所述导线13与所述光伏控制器1通信连接；
74.所述配电箱5通过所述导线13与所述逆变器4通信连接。
75.具体地，导线13也即传输线，可以为同轴传输线。光伏控制器1用于控制光伏阵列2对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器4负载供电的自动控制设备。光伏控制器1可以为dc/dc型或者直通型控制器。配电箱5用于分配电能，在本实用新型中可以根据实际需要经光伏阵列2生成的电能一部分分配给蓄电池模组7进行电能储存，一部分传输到电网15进行远距离供电。
76.将光伏阵列2通过所述导线13与所述逆变器4通信连接，能够直接将光伏阵列2生成的直流电转化为交流电，从而将交流电传递到配电箱5以对电能进行分配。
77.将逆变器4通过所述导线13与所述光伏控制器1通信连接，其中的逆变器4还设置有热电偶，能够将热电偶获取到的逆变器4的运行温度以及其他传感器或者逆变器4本技术将逆变器4的工作参数传输给光伏控制器1以便于光伏控制器1及时发现逆变器4的异常状况从而做出相应处理，比如控制逆变器4中的风机加快转速，或者逆变器4中还可以设置有半导体制冷片，控制半导体制冷片加大制冷功率，或者控制逆变器4的其他工况参数等。
78.此外，光伏控制器1还可以用过导线13与光伏阵列2进行通信连接，以便于得到光伏阵列2的工况，发电速率以及对光伏阵列2进行控制等操作。
79.通过本实施例，能够通过光伏阵列2的光电效应源源不断地生成电能并能够将电能进行分配从而方便电能的综合利用。
80.在一实施例中，具体地，所述光伏控制器1包括无线通信模块；用户终端82；
81.所述光伏控制器1通过所述无线通信模块与所述用户终端82通信连接。
82.其中的无线通信模块可以为wifi通信模块、移动通信模块（4g、5g）、红外传输模块或者zigbee模块。用户终端82可以为个人计算机、手机、平板电脑、智能电视、智能车机（车载终端）等。通过光伏控制器1中的无线通信模块，方便用户对获悉整个光伏发电系统（综合光伏发电散热系统100）的运行状态以及通过光伏控制器1对光伏发电系统中各个装置进行控制，增强了光伏发电系统的可控性，确保了光伏发电系统安全性和对光伏发电系统操作的便利性。
83.在一实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：变流器6；蓄电池模组7；负荷终端8；
84.所述变流器6通过所述导线13分别与所述配电箱5和所述蓄电池模组7通信连接；
85.所述蓄电池模组7通过所述导线13分别与所述光伏控制器1和所述负荷终端8通信连接。
86.在该实施例中，变流器6是对输入的电流的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备，可以为交流变流器6。变流器6的输入端连接配电箱5，变流器6的输出端连接蓄电池模组7，用于将配电箱5分配的交流电变流之后对蓄电池模组7进行充电，其中的
蓄电池模组7中设置有多个单体电池和电池管理模块。蓄电池模组7的一端通过所述导线13与所述光伏控制器1，从而通过光伏控制器1管理蓄电池的充放电等操作，蓄电池模组7的另一端连接负荷终端8，以满足生活生产的用电需要。其中的负荷终端8可以是任意的电器，比如车床、空调、冰箱、电视、手机、换热器等。
87.通过该实施例，即使在电网15提供的市电断开的情况下，也能够通过蓄电池模组7满足生活生产的用电，提高了生产生活的便利性和经济效益。
88.在一实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：变压器14；电网15；负荷终端8；
89.所述变压器14通过所述导线13与所述配电箱5通信连接；
90.所述电网15通过所述导线13分别与所述变压器14和所述负荷终端8通信连接。
91.在该实施例中，变压器14往往是升压器，将配电箱5分配的电能进行升压，在变压器14与电网15之间一般还需要设置逆变器4，将交流电转化为直流电以便于远距离传输。电网15可以对负荷终端8进行供电，也即市电的供应。
92.通过该实施例，可以将大部分电能分配给电网15以便于电网15进行市电的供应，满足更多用户的用电需求，产生更大经济收益和环保经济，节约能源减少污染物的排放。
93.在一实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：汇流箱3；
94.所述汇流箱3通过所述导线13分别与所述光伏阵列2和所述逆变器4通信连接。
95.汇流箱3在光伏发电系统中是保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。
96.汇流箱3通过所述导线13分别与所述光伏阵列2和所述逆变器4通信连接，能够能够保障光伏发电系统在维护、检查时易于切断电路，当光伏系统发生故障时减小停电的范围。
97.进一步地，可继续参照图2，基于上述实施例，在本实用新型的第三实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：
98.凉水池9、低温水泵10；第一高温水泵17；
99.所述凉水池9通过所述输水管道12与所述低温水泵10管道连接；
100.所述低温水泵10通过所述输水管道12与所述冷却塔11管道连接；
101.所述逆变器4通过所述输水管道与所述三通阀19的进水端管道连接；
102.所述三通阀19的第一出水端通过所述输水管道12与所述第一高温水泵17管道连接；
103.所述第一高温水泵17管道通过所述输水管道12与所述冷却塔11管道连接。
104.在本实施例中，凉水池9可以提供存储的地下水，或者其他的冷水。低温水泵10一般指的是输送温度较低，比如在20-40摄氏度的冷却水的水泵。将凉水池9中冷水传送到冷却塔11中以补充冷却塔11中的冷却水或作为最初的冷却水，光伏阵列2的输水口与冷却塔11的出水口通过输水管道12连接，光伏阵列2的出水口与逆变器4的输水口与光伏阵列2的出水口通过输水管道12连接，逆变器4的出水口通过所述输水管道与所述三通阀19的进水端管道连接，因为三通阀19是一进二出的结构，所以将三通阀19出水端分为第一出水端和第二出水端。第一出水端与第一高温水泵17管道连接，通过第一高温水泵17将经过逆变器4中的一部分热水输送回冷却塔11中以对该部分热水进行冷却从而再生冷却水进行循环利用。
105.通过本实施例，能够根据需要将与光伏阵列2和逆变器4换热之后的冷却水（此时为热水）输送回冷却塔11进行循环利用，更利于节能减排减少对水资源的浪费。
106.在一实施例中，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：蓄水箱16；
107.所述蓄水箱16的水箱进水口通过所述输水管道12与所述三通阀19的第二出水端管道连接。
108.具体地，所述综合光伏发电散热系统100，还包括：第二高温水泵18、热水器81；
109.所述蓄水箱16的水箱出水口通过所述输水管道12与所述第二高温水泵18管道连接；
110.所述第二高温水泵18管道通过所述输水管道12与所述热水器81管道连接。
111.在该实施例中，通过上述的连接方式，能够将一部分热水通过三通阀19按需要的比例分配到蓄水箱16中进行保存，在用户需要使用到热水时就可以立即获取到热水或能通过热水器81对蓄水箱16中的热水更高效地加热到预定高温，还可以将该蓄水箱16与热泵进行管道连接，将热水通过换热管道和散热片等取暖装置输送到室内为室内提供暖气，实现了对废热的综合利用，减少了对电能的浪费，进一步地更利于节能减排。
112.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的实用新型构思下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。