Saulės elementų šilumos valdymo sistema
Naujų technologijų kūrimas ir panaudojimas paspartino besaikio gamtos išteklių naudojimo procesą. Besaikis gamtos išteklių naudojimas pablogino aplinkos problemas, tokias kaip šiltnamio efektas ir ozono sluoksnio ardymas, ne tik paveikdamas ateities kartų gyvenamąją aplinką, bet ir smarkiai sumažindamas turimus išteklius, rimtai stabdydamas inovacijas ir pramonės technologijų plėtrą. Pastaraisiais metais saulės baterijos sparčiai vystosi link didelio šilumos srauto tankio ir didelio našumo. Saulės elementų temperatūros kilimas esant dideliam šviesos intensyvumui ir stipriai srovei sumažina jų fotoelektrines charakteristikas ir sutrumpina tarnavimo laiką. Norint užtikrinti akumuliatoriaus saugumą ir stabilumą, reikalinga efektyvi šilumos valdymo sistema.
Šiuo metu koncentruotų saulės elementų laboratorinės konversijos efektyvumas yra pasiekęs 47,1%, o rinkoje populiarių monokristalinių silicio elementų konversijos efektyvumas siekia tik 26,7%. Tokie veiksniai kaip modulio tipas, elektros nuostoliai ir darbo aplinka visada ribojo fotovoltinės energijos gamybos sistemos efektyvumo gerinimą. Tarp jų temperatūros poveikis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos fotovoltinių elementų veikimui. Sistemos išėjimo galia ir energijos konversijos efektyvumas labai mažėja, kylant fotovoltinių elementų darbinei temperatūrai. Tyrimų statistika rodo, kad kas 1 laipsniu padidinus saulės elementų darbinę temperatūrą konversijos efektyvumas sumažėja 0.4%~0.5%. Nors skirtingų tipų saulės elementų temperatūros poveikis skiriasi, jis vis tiek gali trukdyti plėtoti saulės elementų technologiją ir efektyvumą gerinančias medžiagas.
Saulės elementų aušinimo tyrimai yra tyrėjų sukurta sprendimų serija, skirta spręsti netolygaus šviesos intensyvumo ir didelio šilumos srauto tankio problemas, dėl kurių atsiranda netolygi akumuliatoriaus temperatūra, vietinis perkaitimas ir didėja vidutinė temperatūra, kai didėja koncentracijos santykis. Tobulėjant šilumos išsklaidymo technologijoms ir paklausai, saulės elementų šiluminio valdymo technologija skirstoma į tradicinį aušinimą (aušinimą oru, aušinimą skysčiu) ir naujas aušinimo technologijas, tokias kaip mikrokanalinis aušinimas, aušinimas srove ir fazių kaitos medžiagos aušinimas.
Oro aušinimo technologija sumažina saulės elementų darbinę temperatūrą, leisdama orui tekėti per aušinimo modulį natūralia arba priverstine konvekcija. Cuce ir kt. saulės elementų nugarėlėje sumontuokite aliuminio šilumokaičius, kurie gali padidinti elementų išėjimo galią 13%. Savaiminio šildymo ir priverstinės konvekcijos sąlygomis saulės elementų temperatūra sumažėja atitinkamai 5,4% ir 11%, o išėjimo galia padidėja atitinkamai 8% ir 16%, Bayrak ir kt. gautas atliekant lauko matavimus, kad aušinimas pelekais gali valdyti akumuliatorių leistinoje temperatūros diapazone.
Aušinimas skysčiu – tai savalaikis saulės elementų generuojamos šilumos perdavimas išoriniam pasauliui per skystus darbinius skysčius. Zilli ir kt. naudojo vandeniu aušinamas purkštukų sistemas esant dideliam švitinimo lygiui, todėl santykinis polikristalinio silicio elementų galia ir efektyvumas padidėjo 12,26% ir 12,17%. Optimalus aušinimo būdas yra vienu metu vėsinti priekinį ir galinį elementų paviršių, o saulės elementų konversijos efektyvumą ir išėjimo galią galima atitinkamai padidinti iki 40,572% ir 20,083 W. Lyginant su oro aušinimu, skysčių aušinimas turi stiprią šilumos perdavimo savybę, turi didelį poveikį saulės elementų veikimui gerinti.
Šiuo metu šilumos vamzdžių technologija yra susijusi su aviacijos ir erdvės šilumos valdymo, kompiuterių ir serverių lustų bei didelės galios elektroninių prietaisų aušinimo schemomis. Kaip naujo tipo aušinimo metodui, šilumos vamzdžių technologijai palaipsniui skiriamas dėmesys saulės elementų aušinimo srityje. Pagal skirtingus veikimo principus šilumos vamzdžius galima suskirstyti į tris tipus: gravitacinius šilumos vamzdžius, kilpinius šilumos vamzdžius ir pulsuojančius šilumos vamzdžius. Aušinimo programos yra sudėtingos ir įvairios, o šilumos vamzdžių struktūra taip pat nėra nuosekli, pasižymi šilumos perdavimo savybėmis ir stipriu temperatūros vienodumu.
Saulės elementai sparčiai tobulėja link didelio šilumos srauto tankio ir našumo, todėl jų šilumos valdymo sistemoms kyla didelių iššūkių. Lyginant ir analizuojant tradicines vėsinimo technologijas (aušinimas oru, aušinimas skysčiu) ir naujas aušinimo technologijas (mikrokanalinis aušinimas, aušinimas reaktyviniu būdu ir kt.), galima pastebėti, kad naujos aušinimo technologijos gali efektyviai pagerinti baterijų termoelektrinį efektyvumą, didinant šilumos perdavimą. , didinant šilumos išsklaidymo plotą ir didinant darbinio skysčio srautą. Tačiau įranga yra sudėtinga, kaina yra didesnė nei tradicinės aušinimo technologijos
Abipusis aušinimo technologijų, tokių kaip aušinimas oru, aušinimas skysčiu, mikrokanaliai ir šilumos vamzdžiai, sujungimas gali dar labiau pagerinti saulės elementų šilumos išsklaidymo efektyvumą, taip pat yra pažangių šilumos valdymo sistemų plėtros kryptis.
