一种太阳能电池工作温度调控系统及其方法与流程

本发明涉及太阳能发电，具体为一种太阳能电池工作温度调控系统及其方法。

背景技术：

1、太阳能电池工作温度调控系统是一种专为优化太阳能电池性能而设计的系统，它通过主动或被动的方式调节太阳能电池板的工作温度，以确保电池能在最适宜的温度范围内运行，从而提高能量转换效率和延长使用寿命。太阳能电池的效率会随温度的升高而下降，因此，有效的温度调控至关重要。

2、太阳能电池工作温度调控系统分为主动冷却和被动冷却，主动冷却通过液冷和风冷来进行冷却，被动冷却通过散热片和通风设计来进行冷却，中国专利申请号为202211404615.1的具有自发冷却功能的太阳能电池玻璃及工作温度设计方法，带有自发冷却功能的太阳能电池玻璃，结构更加稳定，具有良好的辐射制冷效果。所述太阳能电池玻璃，包括玻璃本体，在所述玻璃本体朝向阳光的一面设有凹孔微结构，所述凹孔微结构呈周期性阵列分布；所述凹孔微结构的深度、半径、晶格常数均属于微米级。

3、现有的太阳能电池工作温度调控系统和方法在使用的过程中，不便于对主动冷却和被动冷却进行结合，而且难以对多种不同的高温情况实行智能冷却控温策略，降低了太阳能电池的温度调控效果，增加了控温过程中的能源消耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能电池工作温度调控系统及其方法，具备节能环保的优点，解决了现有的太阳能电池工作温度调控系统和方法在使用的过程中，不便于对主动冷却和被动冷却进行结合，而且难以对多种不同的高温情况实行智能冷却控温策略，降低了太阳能电池的温度调控效果，增加了控温过程中能源消耗的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能电池工作温度调控系统，包括数据处理与控制系统，

3、所述数据处理与控制系统输入端分别电性连接有温度检测模块和能源智能管理系统；

4、所述数据处理与控制系统输出端电性连接有无线通信模块和安全保护模块；

5、所述数据处理与控制系统双向电性连接有自动冷却控制模块，所述自动冷却控制模块输出端分别电性连接有冷却模块和制冷模块。

6、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述温度检测模块包括若干个温度传感器。

7、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述能源智能管理模块包括电量存储模块、光伏逆变器和供电控制器，所述能源智能管理模块输入端电性连接有太阳能发电系统。

8、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述无线通信模块为wifi模块、蓝牙模块和联网模块中的一种。

9、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述安全保护模块包括过温保护模块、电流电压异常检测模块和断电模块。

10、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述无线通信模块输出端信号连接有远程监控终端。

11、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述自动冷却控制模块包括温度数据整合模块，所述温度数据整合模块输出端信号连接有温度变化趋势分析模块，所述温度变化趋势分析模块输出端信号连接有冷却策略生成模块，所述冷却策略生成模块输出端分别信号连接有冷却策略输出模块和冷却策略反馈模块。

12、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述冷却模块包括主动冷却组件和被动冷却组件，主动冷却组件输出端电信连接有热回收组件，主动冷却组件与热回收组件连通，所述制冷模块包括半导体制冷器。

13、作为本发明的一种太阳能电池工作温度调控系统优选的，所述主动冷却组件包括冷却液流体循环系统、智能温控泵和自启动风扇，所述被动冷却组件包括散热片，所述冷却液流体循环系统设置与散热片内部，智能温控泵与冷却液流体循环系统连通，自动启动风扇安装于散热片的散热端，半导体制冷器与冷却液流体循环系统连通。

14、一种太阳能电池工作温度调控方法，包括以下步骤：

15、s1、初始设置与安装，将温度检测模块布置在太阳能电池的关键位置，以便精确监测温度变化；

16、s2、安装能源智能管理系统，确保能源有效管理和转换，连接自动冷却控制模块、冷却模块、制冷模块以及热回收组件；

17、s3、配置无线通信模块并与远程监控终端建立连接，以便远程监控和控制；

18、s4、安全保护模块预先设定好阈值和响应机制；

19、s5、温度检测模块持续监测太阳能电池的工作温度，并将数据发送至数据处理与控制系统；

20、s6、数据处理与控制系统整合温度数据，通过温度变化趋势分析模块预测未来温度走向，依据此分析生成相应的冷却策略；

21、s7、当系统分析发现温度超过一级预设阈值时，自动冷却控制模块启动冷却策略，主动冷却组件开始工作，提高散热效率，被动冷却组件辅助散发余热，热回收组件则可能将部分废热回收利用，提高系统整体能效，超过二级预设阀值时，制冷模块包括的半导体制冷器介入，进一步降低工作温度，提高冷却效果，对太阳能电池的温度进行高效控制，当达不到一级预设阈值时，只使用被动冷却组件，使用自然风来进行散热；

22、s8、冷却策略输出模块执行具体的冷却操作，同时冷却策略反馈模块监控冷却效果，根据实际温度变化反馈调整策略；

23、s9、远程监控终端接收来自无线通信模块的数据，显示系统状态，操作员根据实时数据和警告信息远程调整系统设置或采取应急措施；

24、s10、安全保护模块随时监测系统运行状态，一旦检测到过温、电流电压异常等情况，立即触发保护机制，来切断电源或调整运行模式，防止设备损坏。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

26、1、本发明通过自动冷却控制模块结合冷却模块和制冷模块，能够智能化地根据温度变化趋势分析和冷却策略进行调节，仅在必要时启动主动冷却和制冷模块，达到节能目的，温度数据整合模块与温度变化趋势分析模块协同工作，生成的冷却策略能更精准地控制太阳能电池温度，避免过度冷却或冷却不足，维持太阳能电池工作效率最大化。

27、2、本发明通过温度数据整合模块，能够收集并综合分析来自多个温度传感器的数据，形成全面的温度分布图，温度变化趋势分析模块基于历史和当前温度数据预测未来趋势，能够预判可能的过热情况，可以提前启动冷却措施，冷却策略生成模块基于趋势分析结果，动态生成最合适的冷却策略，冷却策略输出模块直接作用于主动冷却组件，执行冷却操作，而冷却策略反馈模块则将冷却效果反馈给数据处理与控制系统，形成了一个闭环控制系统。

28、3、本发明通过主动冷却组件中的冷却液流体循环系统、智能温控泵和自启动风扇共同作用，能迅速响应并有效降低关键区域的温度，智能温控泵按需调节冷却液流量，自启动风扇根据温度自动调节转速，确保了精准高效的热量交换，被动冷却组件采用散热片，无需额外能源即可通过自然对流或强制风冷散发热量，这在系统低负载或环境温度较低时尤为节能。

29、4、本发明通过热回收组件与主动冷却组件相连，可以捕获并重新利用原本会被排放掉的废热，例如转换为其他系统或生活热水所需的能源，从而提高了整体能源使用效率，减少了能源浪费。

30、5、本发明通过半导体制冷器直接与冷却液循环系统连通，能高效转移热量，保持系统处于最佳工作温度，通过结合多种冷却方式，可以根据实际情况灵活调节，如在高负载时依靠主动冷却快速降温，在低负载或维护期间更多依赖被动冷却，增加了系统的灵活性和可靠性。