沙漠太阳能组件冷却技术
沙特阿拉伯伊玛目阿卜杜勒拉赫曼本费萨尔大学的一组科学家评估了太阳能光伏系统中多种冷却技术在该国恶劣环境条件下的性能。
研究人员的分析包括基于散热器或嵌入相变材料 (PCM) 的散热器的被动冷却系统，以及依赖于浸入或不浸入浸没流体中的微扁平热管的主动冷却。
被动技术在两种不同的配置下进行了评估：效率为 11% 的多晶太阳能模块，功率输出为 15 W，背面板上配备六个铝制散热器;将装有散热器的同一面板放入装有 TPM350 的高导热铝容器中，TPM350 是一种相变材料，具有高导热性，可在 50 摄氏度下熔化。在所有配置中，太阳能电池板都倾斜 25 度并朝南。测量考虑了输出功率、模块的表面温度和功率转换效率。
主动冷却被认为有两种形式：由一排四根由流水冷却并放置在面板背面的热管组成的系统;另一个由四根热管组成，浸入一盒液体中，作为液体散装，与太阳能电池板的背面集成在一起。“这项技术对于冷却目的很有趣，因为它使用液体的浮力流动和热管中的蒸发冷却，作为传递热能的手段，”科学家解释说，指的是第二个系统，并指出三种不同的液体，例如测试了发动机油、乙二醇和普通水。
发现这两种被动技术的性能不足以确保适当的冷却。使用简单散热器的技术能够将模块的工作温度平均降低 10 摄氏度;而基于 PCM 的系统只能保证前两个小时的足够冷却。“熔化完成后，PCM 变得无效，使面板温度急剧上升，由于 PCM 的热阻而变得比未冷却面板的温度更高，”沙特集团表示，并补充说具有更高熔点的 PCM点应该被利用。
至于主动系统，最有效的是基于四根浸入水中的热管，可以将面板温度降低高达53%;其次是浸泡在乙二醇中的那些，减少了 48%;和那些浸入发动机油中的模块，使模块温度降低了 25%。最低的百分比 - 21% - 是由流水冷却的四排热管获得的。学者们强调说：“如果使用浸入普通水中的热管对太阳能电池板进行主动冷却，就会发现太阳能电池板端子的电池板温度较低，开路电压较高。”“在这种配置中，与非制冷面板配置相比，电压增量为 13%。”
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新能源
2021-07-30
