蓄冷降溫式太陽電池組件傳熱分析及對組件效率的影響研究.pdf

1、太陽能因?yàn)槿≈槐M、用之不竭而成為各國政府在新能源利用研究方面的重要內(nèi)容。太陽能利用主要有光電、光熱和光化學(xué)轉(zhuǎn)換利用三種。光電轉(zhuǎn)換利用時,太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率是太陽電池性能指標(biāo)的一個重要參數(shù)。而目前太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率普遍較低,這也成為光電轉(zhuǎn)換利用技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。
　　 溫度是影響太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的一個重要因素,尤其是晶體硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率具有負(fù)溫度效應(yīng),它隨著太陽電池工作溫度的升高而線性降低,溫度每上升l度,功

2、率輸出與標(biāo)稱功率相比減少0.4～0.66％,效率同比下降。依此可估算出,通風(fēng)不良時輸出功率的下降可接近30％,效率絕對值下降達(dá)2～4％。因此,在太陽電池工作過程中對其進(jìn)行冷卻以降低電池工作溫度就成為一項(xiàng)非常有意義的工作。
　　 本文對太陽電池的傳熱過程進(jìn)行了理論分析,得出了太陽電池工作過程中各層溫度的計(jì)算表達(dá)式,并將其用于分析比較日較差不同的兩個地區(qū)以及相同地區(qū)不同日較差日子內(nèi)蓄冷降溫式太陽電池組件工作過程中的溫度和效率變化。通

3、過計(jì)算結(jié)果分析可以得出,較日較差小的地區(qū),蓄冷降溫式太陽電池組件在日較差大的地區(qū)儲存更多的冷量用于冷卻白天工作過程中的太陽電池,因此其工作溫度更低,效率也更高。同樣,工作在相同地區(qū)的蓄冷降溫式太陽電池組件,在輻射相當(dāng)?shù)那闆r下,日較差大的日子中組件的電池工作溫度更低,效率更高。
　　 另外本文通過小型模擬實(shí)驗(yàn)對蓄冷降溫式太陽電池組件水箱內(nèi)的溫度分布進(jìn)行了初步分析,明確了水箱內(nèi)存在的溫度分層現(xiàn)象,后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究也印證了這一點(diǎn)。通過實(shí)

4、驗(yàn)研究對比分析了常規(guī)太陽電池組件、散熱太陽電池組件和蓄冷降溫式太陽電池組件的性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,蓄冷降溫式太陽電池組件的電池工作溫度比常規(guī)和散熱太陽電池組件的電池工作溫度低,散熱太陽電池組件的電池工作溫度也比常規(guī)太陽電池組件的低。因此,在相同的工作條件下,蓄冷組件的效率最高,散熱組件次之,而常規(guī)組件的效率最低。通過對某日的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出,較常規(guī)組件而言,蓄冷組件全天的平均輸出(34.8W)較常規(guī)組件(29W)和散熱組件(30.

5、7W)分別提高了20％和13.4％,散熱組件全天的平均輸出較常規(guī)組件提高了5.9％。蓄冷組件工作全天的平均效率為10.4％,較常規(guī)組件(8.4％)和散熱組件(8.9％)分別提高了23.8％和16.8％,散熱組件全天的平均效率較常規(guī)組件也有6.0％的提高。
　　 通過理論和實(shí)驗(yàn)研究,本文得出以下結(jié)論:蓄冷降溫式太陽電池組件在日較差大的地區(qū)工作溫度更低,效率更高；同一地區(qū)日較差較大的日子蓄冷組件的電池工作溫度更低,效率更高；在相同的