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通过电喷雾冷却降低太阳能电池组件温度

2024-11-28 16:07  浏览:  

上海油压工作室土耳其阿尔特温乔鲁大学的科学家开发出一种新型太阳能模块冷却技术,该技术首次在研究层面利用了电喷雾冷却。

该技术用于电子元件散热,据称冷却能力强,液体供应量小,温度控制精确。另一个重要优势是喷雾颗粒比机械雾化器更小,液滴产生更均匀。此外,据称与传统喷雾冷却相比,该技术更易于使用且能耗更低。

“电喷雾冷却是文献中的一个新主题,特别是用于冷却处理器的机电系统,”该研究的主要作者Abdüssamed Kabakuş 告诉《光伏》杂志。“在此研究之前,从未有人研究过它用于冷却光伏系统。查阅文献后发现,电喷雾冷却最重要的特点是它可以在低冷却液流速下进行高传热,并且比机械喷雾系统消耗更少的能量。”

上海油压工作室研究小组在一块小面板上进行了一系列实验。“在该面板上进行的实验结果显示,冷却效果非常有效,” Kabakuş 补充道。 “然而,这种方法也有一些缺点。由于单个喷嘴喷出的喷雾投影面积较小,因此无法在工业面板上使用单次喷雾。”

上海油压工作室电喷雾冷却结合了喷雾冷却和高压静电技术。它在高温金属或金属涂层表面与不锈钢喷嘴之间产生电压。喷嘴提供表面张力低的液体,液体颗粒撞击热表面,通过表面的高热传递带走热量,从而实现冷却。

实验所用系统以水为冷却剂,采用灌注泵以恒定流量将制冷剂输送至不锈钢喷嘴,太阳能电池板背面覆盖有 0.016 毫米厚的铝箔,铝箔上涂有导热膏,采用 PCE-PVA 100 太阳能电池组件分析仪评估组件性能,采用 T 型热电偶测量其工作温度。

研究人员解释说: “实验是在辐射强度为 800、1000 和 1200 W/m 2、电压为 20 kV 和冷却液流量为 40-60-80-100-120 ml/h 的条件下进行的。实验是在实验室环境中进行的,冷却水温度与环境温度大致保持恒定和稳定。”

分析表明,在所有辐照度水平下,面板温度都会随着流量的增加而下降。“当流量超过 80 ml/h 时,温度变化没有显著变化。80 ml/h 的流量被确定为最佳流量,”该小组强调。“在 80 ml/h 的流量下,对于 800-1000-1200 W/m 2的辐照度,温度下降率分别为 0.13、0.14 和 0.15 C/s。”

上海油压工作室测量结果还显示,太阳能电池组件的产量增加了24.2%至56.5%。

上海油压工作室该冷却技术在《热能工程案例研究》发表的一项研究中被提出,该研究题为“冷却光伏板的新方法:电喷雾冷却” 。Kabakuş表示:“在未来的研究中,我们将建立一个具有多个喷嘴的电喷雾系统来冷却工业面板,并检查其冷却性能。只有在证明了其对工业面板的可用性之后,才会计算系统成本。”

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