一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高倍聚光太阳能光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种高倍聚光 光伏发电模组接收器的散热玻璃底板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能利用是一种重要的新能源。通常认为高倍聚光光伏发电技术由太阳能电 池芯片技术，高倍聚光技术与太阳跟踪技术等三大关键技术构成。然而，还有一个重要技 术一电池芯片的散热通常被人忽视。模组小型化是目前高倍聚光光伏发电模组的设计趋 势之一。这种模组单元透镜的孔径及焦距都较小（100mm以内），在保持一定几何聚光比下 (如350x-1000x)，对应的电池芯片尺寸也较小（2-3mm)，芯片产生的相应热功率也随之减 小。当单元透镜尺寸为60x60mm，每个电池芯片对发电功率（STC)的贡献在1. 2瓦左右时， 如果芯片效率为45% (目前量产的最高水平）时，那么对应产生的热功率为1.45瓦左右。 这个热功率可以使芯片的工作温度上升40-50度达到65-75度，或功率减低6-8%。因此提 高模组接收器的散热性能从而降低芯片的工作温度是未来进一步提高模组功率的重要技 术途径之一。
[0003] 这种采用了基于孔径与焦距都较小的透镜的薄模组不再适用常规的扇形铝散热 器，这时薄模组壳体特别是模组底板成为接收器热能的主要散热载体。近年来德国Soitec， 日本Sumitomo,中国的Suncore以及RedSolar等公司先后研宄采用浮法玻璃为模组接收 器的散热底板。玻璃底板除了承载功能以外，还能够利用底板玻璃表面的辐射及其与周围 空气的对流来实现热量从芯片-导热铝板-玻璃底板-空气的传递与散热，如图1所示。但 是之前模组采用的都是平板玻璃，而玻璃底板的辐射散热与玻璃表面的形状与面积有关， 这种新型的模组接收器的玻璃底板的散热性能需要进一步提高。
[0004] 对于太阳能散热玻璃底板来说，有着较高的要求，比如需要较高的玻璃白度从而 提高玻璃的透光率等，而且为了使得散热玻璃底板获得更好的散热功能从而提高发电模组 的功率，本发明先提出了一种表面具有微观结构的玻璃底板，现有技术中公开的普通玻璃 的压延制备方法并不适用于表面带有花纹的太阳能玻璃，生产出的玻璃花纹容易变形、白 度不够导致透光率不够等。
【发明内容】
[0005] 1?发明要解决的技术问题
[0006] 本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板及其制备方法的提 出是为了解决如下两个问题，其一，提出一种进一步提高高倍聚光光伏发电模组接收器玻 璃底板的散热性能的散热玻璃底板；其二，提出一种适用于表面排列有微小曲面体几何形 状阵列的太阳能散热玻璃底板的制备方法，不仅花纹不易变形且透光度较高。
[0007] 2?技术方案
[0008] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0009] 本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板，散热玻璃底板与空 气接触的表面由按一定规则排列的曲面体几何形状列阵构成。
[0010] 作为本发明的进一步改进：所述的曲面体几何形状包括半球面体。
[0011] 作为本发明的进一步改进：所述的曲面体几何形状包括半椭面球体。
[0012] 作为本发明的进一步改进：所述的曲面体几何形状包括半圆柱面体。
[0013] 作为本发明的进一步改进：所述的散热玻璃底板表面的曲面体几何形状列阵按二 维排列规则排列。
[0014] 作为本发明的进一步改进：散热玻璃底板与空气接触的表面由按一维排列的半圆 柱面体列阵构成。
[0015] 考虑高倍聚光光伏发电模组接收器热源的主要散热是通过模组的散热玻璃底板 向模组外的空气对流和辐射来实现的。接收器热源的热传递过程如下：首先从接收器热源 通过散热铝板传递给玻璃底板上表面，之后热量在玻璃底板内部传递到玻璃底板与空气的 界面，而在玻璃散热表面，即和空气接触的面积散射主要有对流和热辐射发生的：
[0016] 对流公式为Q2 =H?S?AT(1)
[0017] 玻璃表面的热辐射公式为Q3=e?S?AT?F (2)
[0018] H为热对流系数值，S则代表热对流的有效接触面积；AT代表玻璃表面与区域流 体之间的温度差，e为热辐射系数。
[0019] 从以上两个公式可见，无论是通过对流散热还是辐射散热，散热性能都与有效散 热面积有关。
[0020] 本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板的制备方法，其步骤 为：
[0021] 步骤一：选择原材料，选用合适的原材料使得高倍聚光光伏发电模组接收器的 散热玻璃底板以重量％计为Si0271 %~73%、A12031. 2 %~2. 1 %、Ca08. 4%~10%、 Mg02. 4%~2. 6%、Na20*Ka012. 8%~16. 3%和少量杂质，其中，FeO含量小于等于0? 01% ;
[0022] 步骤二：熔融，原料加入窑炉内熔化，熔融温度为1180~1200 °C、澄清温度为 1580 ~1600°C;
[0023] 步骤三：压延成型，使所得熔融澄清的玻璃液进入压延机压延成型，其中，玻璃液 出料口设置降温风口，使得风口向出料口玻璃液中部吹风，压延辊材质为镍铬钼耐热合金 钢，所述的压延辊表面刻有花纹，所述的花纹为使制成的玻璃表面为按一定规则排列的曲 面体几何形状列阵，压延辊表面镀铬；
[0024]步骤四：退火，退火窑包括退火前区A、退火区B、退火后区C、采用隔热保温形式， 热风循环直接冷却区Ret、采用控制吹风温度调节玻璃板温度形式，常温区F、采用直接强 制冷却的形式，在C、Ret区之间设有D区，Ret、F区之间设有E区，所述的D区和E区不设 加热和冷却装置。
[0025] 作为本发明的进一步改进，步骤一中的散热玻璃底板化学成分以重量％计为 510272.1%、八1 2031.5%、〇&09.3%、]\%02.6%、似20*1^014.15%和少量杂质。
[0026] 作为本发明的进一步改进，退火窑输送辊速度比压延辊速快1% -2%。
[0027] 3?有益效果
[0028] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
[0029] (1)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板，玻璃底板的朝 向空气的面由微小立体几何形状的曲面体列阵构成，提高了玻璃表面的散热面积，从而有 效地提高了模组接收器玻璃底板的散热性能，降低了芯片的工作温度，进一步提高了发电 模组的发电效率及性价比。
[0030] (2)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板，有效散热面积 可以大大提高的同时成本几乎不需要增加。
[0031] (3)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板，结构合理，原理 易懂，便于推广使用。
[0032] (4)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板的制备方法，设 计的化学含量组成使得散热玻璃底板的散热性能较高，控制FeO含量使得玻璃白度较高， 从而使得玻璃透光率较高。
[0033] (5)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板的制备方法，熔 融温度为1180~1200°C较为合理，温度较低散热玻璃底板易产生气泡，或者熔制的玻璃液 易结块，结块不仅影响下一步的压延成型且易损伤压延辊，温度较高则影响玻璃底板的强 度。
[0034] (6)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板的制备方法，压 延辊选用镍铬钼耐热合金钢，这种材料具有抗高温氧化、抗热弯、不起泡、不脱皮等优点，压 延辊表面镀铬处理后，表面光洁度可得到提高。
[0035] (7)本发明的一种高倍聚光光伏发电模组接收器的散热玻璃底板的制备方法，采 用8个退火货区域，各区根据玻璃温度采用不同的加热冷却系统，退火良好和降温合理，且 在C、Ret区之间设有D区，Ret、F区之间设有E区，所述的D区和E区不