中倍聚光太阳电池液浸散热特性的模拟实验 HEAT DISSIPATION PERFORMANCE OF CONCENTRATING SOLAR CELL WITH DIRECT LIQUID IMMERSED.pdfVIP

第30卷第12期 太阳能学报 V01．30，No．12 2009年12月 ACTAENERGIAESOLARIS SINlCA Dec．，2009 文章编号：02s4-009612009)12-1592-05 中倍聚光太阳电池液浸散热特性的模拟实验 孔建国1，朱 丽2，王一平2”，孙 勇3，黄群武3 (1．天津市科技档案馆，天津300072；2．天津大学建筑学院，天津300072；3．天津大学化工学院，天津300072) 摘要：提出了一种将太阳电池液浸到冷却介质中，电池与介质I．日J进行直接接触式换热的冷却方式。设计了小型 实验装置，选用二甲基硅油为冷却介质，采用长弧氙灯模拟聚光条件，选择模拟材料制作太阳电池模拟片，进行了 模拟实验研究。结果表明：采用液浸冷却方式，能够从模拟片表面带走72．2kW／m2的热负荷，同时将模拟片的温度 冷却到70。C以下；模拟片与介质间的单相对流传热系数能够达到约750W／(矗·℃)；介质温度的改变对模拟片与介 质问的对流换热温差和对流传热系数影响较小。 关键词：聚光光伏；液浸冷却；对流传热；太阳电池 中图分类号：TK514 文献标识码：A O 引 舌 光伏系统的冷却技术可以分为被动式冷却和主 动式冷却。被动式冷却有较高的可靠性，一般采取 散热翅片的实现形式，电池与散热器间良好的热接 触是保持电池低温的关键因素¨]。主动式冷却一般 是通过流过电池组件背面管道中的流体带走热量， 实现电池的冷却，根据系统聚光率的不同，一般采用 图1实验装置简图 空气或水为冷却流体[2’3]。无论采用何种冷却技术， ofthe device Fig．1Simplifieddiagramexperiment 设计的散热器应能够有效降低电池的温度，保持电 池表面温度的均匀性。目前，还未见文献报道过采 lOlmm、壁厚6mm的玻璃容器，太阳电池模拟片，水 用液浸冷却方式的聚光光伏转换系统研究项目，文 献中对液浸光伏转换系统的研究主要集中在太阳电 池液浸到液体中后对电池效率的影响H’5]。 二甲基硅油为冷却介质，其物性参数分别为：粘度 本文提出了一种采用绝缘液体直接浸没太阳电 池的液浸冷却技术，设计了小型实验系统。研究不 同聚光比下，流动状况和流体温度两个因素对模拟 片散热特性的影响规律，得出不同条件下模拟片的 物理性质较接近的模拟材料(热导率73W／(m·℃)、 平均温度和模拟片与介质问的对流传热系数。 1实验 模拟片；模拟片受光面涂红色油漆，忽略氙灯光谱与 太阳光谱的差别，根据文献[6]提供的数据，模拟片 1．1装置 受光面对太阳光谱的吸收率A：0．74。 模拟实验的实验装置简图如图l所示。 1．2模拟聚光比的确认 1．2．1电光转换效率 收稿日期：2008-05．28 资助项目：天津市科委社会发展科技项目(05YFGZSF02800)；天津市科委重大科技项目(06YFSZSF04600) 万方数据万方数据 12期 孔建国等：中倍聚光太阳电池液浸散热特性的模拟实验 实验采用的太阳模拟器为功率6kW的水冷长介质的厚度为Z，介质的吸收系数为r；该点光