近年来,研究人员在研究过程中引入了蒸发冷却的概念并对其进行了探索性研究。蒸发冷却是利用与光伏板直接或间接接触的冷却介质的相变蒸发带走光伏板表面产生的热量,属于被动式散热方式。EBRAHIMI 等介绍了一种安装在河流或沟渠上方的太阳能光伏阵列系统,该系统主要通过利用河流自然蒸发的水蒸气作为冷却介质达到冷却 PV模块的目的。研究人员认为该种冷却方式主要受到风速、辐射强度及蒸气流速和温度等参数的影响,并据此对其进行了室内模拟实验研究,其中实验装置原理图如图 6 所示。结果表明:流量从 0 增至0.0054g/s 的过程中,电池温度下降了 16.1℃,转化效率相应提升了 22.9%。类似技术已在印度获得实际应用,包括安装在古吉拉特邦 Narmada 河上的 1.1MW 光伏系统以及安装比哈尔邦养鱼场上的 150MW 光伏系统,不仅节约了土地和水资源,还获得了额外的环保收益。正和铝业是一家专业提供光伏液冷的公司,有想法可以来我司咨询!北京耐高温光伏液冷研发
风冷 风冷是利用空气自然或强制对流对设备进行冷却的方法,具有结构简单、技术成熟等优点。目前,自然对流冷却的研究主要是从提升表面对流传热系数和增大换热面积两方面入手,但该冷却方式具有一定的散热极限。为提升表面对流传热系数,强制空冷中需要接入风机,但此时需要综合考虑电池效率提升与风机功耗增加之间的平衡问题。1.1.1 自然对流冷却 TANAGNOSTOPOULOS 等对光伏板背面的两种低成本空气流道改进方案进行了实验研究,两种改进方案分别为:通过在光伏板背面的空气流道中间增加金属薄板(TMS)以及空气流道壁面设置涂黑翅片(FIN)来提高空气与光伏板背面的对流传热,实验中两种改进方案与普通的光伏板空气流道自然冷却相比较,如图1(a)所示。结果表明:TMS方案下的电池温度要高于 FIN 方案,但均低于对比装置,PV 模块温度平均下降 3~10℃。上海创新光伏液冷销售电话哪家的光伏液冷的价格低?
图5、图6示出了使用本发明原理的一种多元组合式太阳能光伏发电装置,该装置的特点是反射式聚光器2、散热器(或箱体)6和光电转换器合为一体,将多个单元排列在一起,聚光器2同时起散热器的作用,以降低装置的成本。在该结构中接收器装在反射式聚光器2的背面,利用反射式聚光器2散热。反射式聚光器2的材料可以是各种导热材料,其大小、厚度和形状可以根据需要而变化。本发明着重解决由于太阳光照射特别是聚光而使光电池产生高温所带来的问题,主要办法是将光电池材料浸泡在透明的冷却液中,以实现速散热,保持低温的效果。实验证明,如将太阳光聚焦50倍,照到光电池上,在把光电池置于常温下纯净的水中时的发电功率是把光电池放在空气中时的2倍多。如果把光电池放在空气中而不是放在水中,由于光电池变的很烫,一分钟内,焊在光电池上的电极就会脱落。
提高对流传热系数、增大换热面的自然对流改进方案能提升电池发电效率的同时不存在自身功耗,而优化 PV 模块结构或风量的强制对流冷却方式冷却效果虽比自然对流冷却效果佳,但由于自身功耗而导致系统的综合效率下降及技术经济性较差。相比这两种冷却方式,与空调系统结合的冷却方式冷却效果更佳,但适用范围受到限制。表1 总结了部分上述 PV 电池风冷研究的主要工作内容和相关技术参数,包括:能效提升幅度及电池运行温度等参数,并依据相关参数计算出了 PV 电池与环境之间的传热热阻(或温差),其中电池与环境之间的传热热阻计算公式如下。光伏液冷的特点是什么?
1.2.2 表面式冷却 表面式冷却是指通过喷淋等设备将冷却介质喷洒在光伏板表面,或直接将光伏板表面与冷却介质相接触,并利用冷却介质与光伏板之间形成的对流传热带走光伏板表面热量的散热方式。表面式液冷中水膜的存在不仅可以去除电池表面的杂质,理论上还可减少 2%~3.6%的反射损失。 WANG 等对光伏-光催化混合水处理系统SOLWAT 进行了实验研究,SOLWAT 系统使用废水流过光伏表面,利用太阳光催化技术处理污水的同时冷却光伏组件,其系统原理图如图2 所示,实验结果显示,SOLWAT 系统光伏组件的温度与参比系统相比降低了 20℃左右,但组件的最大短路电流和最大输出功率均小于参比系统,其主要原因在于流道液体对光谱的吸收占主导作用。JIN 等对光伏-太阳能水杀菌混合系统 PV-SODIS 进行了实验研究,PV-SODIS 系统包括聚光、非聚光和参考三组光伏组件,如图3 所示,结果显示,不带聚光的电池组件温度与参考组件温度相差15℃,带聚光的电池组件温度也不高于参考组件温度,且最大输出功率与短路电流也均大于参考组件。正和铝业是一家专业提供光伏液冷的公司,欢迎您的来电哦!上海光伏液冷厂家
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在水流和表面蒸发的双重作用下,文献中的电池运行温度降低了 22℃,扣除水泵耗能,输出功率净增长了 8%~9%,而文献中电池最高温度也由 60℃降低至 37℃,转化效率净提升了3.09%。GAUR 等则研究了表面冷却中流量对冷却效果的影响,随着流量的不断增大,PV 模块表面对流传热系数及电效率均不断增长,当流量由0.001kg/s 增至 0.85kg/s 时,对流传热系数及电效率分别由 14.2W/m2·K 和 7%增至 413W/m2·K 和7.45%,当流量超过 40g/s 时系统效率增加缓慢,因此,表面式冷却中增大流量对提高对流传热系数与系统发电效率之间需要取流量,从而达到系统性 能得到优 化的同时 保证其经 济性。 ABDELRAHMAN 等对比分析了表面喷淋冷却、背面直接接触冷却及同时采用两种冷却方式时的PV 模块性能,实验中 3 种冷却方式下电池温度分别下降了 16℃、18℃和 25℃,输出功率分别提升22%、29.8%和 35%。北京耐高温光伏液冷研发