Saules elementu siltuma vadības sistēma
Jaunu tehnoloģiju attīstība un izmantošana ir paātrinājusi dabas resursu pārmērīgas izmantošanas procesu. Pārmērīga dabas resursu izmantošana ir saasinājusi tādas vides problēmas kā siltumnīcas efekts un ozona slāņa noārdīšanās, ietekmējot ne tikai nākamo paaudžu dzīves vidi, bet arī izraisot krasu pieejamo resursu samazināšanos, nopietni kavējot inovācijas un industriālo tehnoloģiju attīstību. Pēdējos gados saules baterijas strauji attīstās, lai sasniegtu augstu siltuma plūsmas blīvumu un augstu veiktspēju. Saules bateriju temperatūras paaugstināšanās pie augstas gaismas intensitātes un lielas strāvas izraisa to fotoelektriskās veiktspējas samazināšanos un saīsinātu kalpošanas laiku. Lai nodrošinātu akumulatora drošību un stabilitāti, ir nepieciešama efektīva siltuma vadības sistēma.
Šobrīd koncentrēto saules bateriju laboratorijas konversijas efektivitāte ir sasniegusi 47,1%, savukārt tirgū populāro monokristāliskā silīcija elementu konversijas efektivitāte ir tikai 26,7%. Tādi faktori kā moduļa tips, elektriskie zudumi un darba vide vienmēr ir ierobežojuši fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas efektivitātes uzlabošanu. Starp tiem temperatūras efekts ir galvenais faktors, kas ietekmē fotoelektrisko elementu veiktspēju. Sistēmas izejas jauda un enerģijas pārveidošanas efektivitāte ievērojami samazinās, palielinoties fotoelektrisko elementu darba temperatūrai. Pētījumu statistika liecina, ka, palielinoties saules bateriju darba temperatūrai par katru 1 grādu, konversijas efektivitāte samazinās par 0.4%~0.5%. Lai gan dažādu veidu saules bateriju temperatūras efekts ir atšķirīgs, tas joprojām var kavēt saules bateriju tehnoloģiju un materiālu attīstību, lai uzlabotu efektivitāti.
Pētījumi par saules bateriju dzesēšanu ir virkne risinājumu, ko izstrādājuši pētnieki, lai novērstu nevienmērīgu gaismas intensitāti un lielu siltuma plūsmas blīvumu, kas izraisa nevienmērīgu akumulatora temperatūru, lokālu pārkaršanu un paaugstinātu vidējo temperatūru, palielinoties koncentrācijas attiecībai. Uzlabojoties siltuma izkliedes tehnoloģijai un pieprasījumam, saules bateriju siltuma pārvaldības tehnoloģija ir sadalīta tradicionālajā dzesēšanā (gaisa dzesēšana, šķidruma dzesēšana) un jaunās dzesēšanas tehnoloģijās, piemēram, mikrokanālu dzesēšana, strūklas dzesēšana un fāzes maiņas materiāla dzesēšana.
Gaisa dzesēšanas tehnoloģija samazina saules bateriju darba temperatūru, ļaujot gaisam plūst caur dzesēšanas moduli caur dabisku vai piespiedu konvekciju. Cuce et al. uzstādiet alumīnija spuras siltuma izlietnes saules bateriju aizmugurē, kas var palielināt elementu izejas jaudu par 13%. Saules bateriju temperatūra tiek samazināta par attiecīgi 5,4% un 11% pašsildīšanas konvekcijas un piespiedu konvekcijas apstākļos, un izejas jauda tiek palielināta attiecīgi par 8% un 16%, Bayrak et al. kas iegūti ar āra mērījumiem, ka spuru dzesēšana var kontrolēt akumulatoru pieļaujamā temperatūras diapazonā.
Šķidruma dzesēšana attiecas uz savlaicīgu saules bateriju radītā siltuma pārnesi uz ārpasauli caur šķidriem darba šķidrumiem. Zilli et al. izmantoja ūdens dzesēšanas sprauslu sistēmas ar augstu apstarošanas līmeni, kā rezultātā relatīvi palielinājās polikristāliskā silīcija elementu jauda un efektivitāte par 12,26% un 12,17%. Optimālā dzesēšanas metode ir vienlaikus atdzesēt elementu priekšējo un aizmugurējo virsmu, un saules bateriju konversijas efektivitāti un izejas jaudu var uzlabot attiecīgi līdz 40,572% un 20,083 W. Salīdzinot ar gaisa dzesēšanu, šķidruma dzesēšanai ir spēcīga siltuma pārneses spēja, tai ir būtiska ietekme uz saules bateriju veiktspējas uzlabošanu.
Šobrīd siltuma cauruļu tehnoloģija ir iesaistīta kosmosa termiskās kontroles, datoru un serveru mikroshēmu un lieljaudas elektronisko ierīču dzesēšanas shēmās. Kā jauna veida dzesēšanas metodei siltuma cauruļu tehnoloģijai pakāpeniski tiek pievērsta uzmanība saules bateriju dzesēšanas lietojumu jomā. Pēc dažādiem darbības principiem siltuma caurules var iedalīt trīs veidos: gravitācijas siltuma caurules, cilpas siltuma caurules un pulsējošās siltuma caurules. Dzesēšanas pielietojumi ir sarežģīti un daudzveidīgi, un arī siltuma cauruļu struktūra nav konsekventa, tai piemīt siltuma pārneses spējas un spēcīga temperatūras viendabība.
Saules baterijas strauji attīstās, lai sasniegtu augstu siltuma plūsmas blīvumu un veiktspēju, radot lielas problēmas to siltuma pārvaldības sistēmām. Salīdzinot un analizējot tradicionālās dzesēšanas tehnoloģijas (gaisa dzesēšana, šķidruma dzesēšana) un jaunās dzesēšanas tehnoloģijas (mikrokanālu dzesēšana, strūklas dzesēšana utt.), var secināt, ka jaunas dzesēšanas tehnoloģijas var efektīvi uzlabot akumulatoru termoelektrisko efektivitāti, uzlabojot siltuma pārnesi. , palielinot siltuma izkliedes laukumu un palielinot darba šķidruma plūsmas ātrumu. Tomēr aprīkojums ir sarežģīts, izmaksas ir augstākas nekā tradicionālās dzesēšanas tehnoloģijas
Savstarpēja saikne starp dzesēšanas tehnoloģijām, piemēram, gaisa dzesēšanu, šķidruma dzesēšanu, mikrokanāliem un siltuma caurulēm, var vēl vairāk uzlabot saules bateriju siltuma izkliedes efektivitāti, un tas ir arī progresīvu siltuma pārvaldības sistēmu attīstības virziens.
