强制风冷中的风量直接影响电池的冷却效果和系统的整体能耗,从技术经济的角度来看,流量的增加伴随风机功耗的增加,系统综合效率反而会降低。为此,NEBBALI 等对强制风冷中的风量进行了模拟并验证上述观点,模拟结果表明:电池温度会随流量的增加而快速下降,当质量流量超过 10g/s 时下降趋势将会减缓,且当质量流量为8g/s 时系统效率达到高值。IRWAN 等则通过安装直流无刷风机以达到利用自身发电直接驱动空气冷却 PV 模块的目的,实验中 PV 模块的运行温度下降了 6.1℃。此外,为了获得更为均匀的气流以达到 PV 模块的均匀降温,TEO 等对流道中增加平行导流片后的性能进行了研究,改善了表面温度分布不均的现象,在空气质量流量为55g/s 时,电池的运行温度维持在了38℃左右。如何选择一家好的光伏液冷公司。浙江电池光伏液冷价钱
辐射冷却是指通过光伏板与太空或其周围环境中的物体进行辐射换热以降低自身温度的被动式散热方法。辐射传热在地表物体的冷却散热中获得了广泛应用,不同于其他地表物体需要将全部或部分入射太阳辐射反射回太空以实现降温,PV电池需要吸收太阳光。要通过辐射冷却降低电池温度,必须确保电池对入射辐射的吸收没有受到阻碍。ZHU等通过在电池表面覆盖一层经特殊加工的材料,并利用该层材料与太空进行辐射换热以降低电池表面温度。该覆层对于入射太阳光几乎完全透明,但对自身热辐射却具有极高的发射率。浙江电池光伏液冷价钱光伏液冷,就选正和铝业,有需求可以来电咨询!
MING则将相变材料的储存空间设计成了相互关联的三角形单元结构,并对同时应用两种相变材料时系统的冷却散热性能进行了研究,结果表明:复合相变介质可使电池温度始终维持在 30℃以下,且三角形单元空间结构还可起到消除热应力以及缩短热调控周期的作用。MAITI 等指出单纯的效率提升带来的效益无法满足 PV-PCMs 系统的初始投入,为此作者认为 PV-PCMs 系统应与室内采暖通风相结合以提升系统的综合效率。MALVI 等提出了 PV/T 耦合相变储能系统(PVT-PCMs),如图 8所示。管路中的水和 PCMs 能同时吸收电池产生的热量,实验中电池的发电量提升了 9%,水温上升了 20℃,并大幅降低了光伏发电的单位面积成本。 HO 等在建筑集成光伏中集成了厚度为 3cm、熔点温度为 30 ℃ 的相变 微 胶囊储 能 材料层(MEPCM),并运用数值模拟对其热、电性能进行了研究,在夏季时 PV 模块的温度可维持在34.1℃。
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℃。正和铝业是一家专业提供光伏液冷的公司,有需求可以来电咨询!
以上强制风冷研究主要聚焦于 PV 模块的结构和风量优化等方面,但电池运行温度仍超出环境温度较多,电池与环境之间的传热热阻较大。近年来,研究人员尝试在传统风冷中引入合适冷源,从增大传热温差的角度使得电池温度能够进一步降低,甚至低于环境温度。WASSIM 等将 PV 阵列与建筑中的空调系统排风相结合,利用空调系统提供的风压来驱动排风达到冷却 PV 阵列和实现 PV 表面除尘的双重目的。作者认为该系统比较适合在海湾等沙尘暴多发地区应用,如图 1(b)所示。由于排风温度低于环境温度,当排风量大于1000g/s 时,PV 模块温度就可逐渐下降至环境温度以下。SAHAY 等提出了一种集中式耦合地源冷却光伏系统(GC-CPCS),该系统原理类似于集中式中央空调,由于土壤全年温度波动较小,通过风机驱动空气流经地源换热器,再将降温后的空气送至各个 PV 模块处达到降低电池温度的目的,但实验中观测到PV模块的温度下降了2~3℃,因此还需进一步进行优化。光伏液冷,就选正和铝业,用户的信赖之选,欢迎新老客户来电!浙江电池光伏液冷价钱
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本文对不同冷却方式整体梳理为传统冷却方式及新型冷却方式两种,其中传统冷却方式包括风冷和水冷,液冷分为换热器式、表面式及液浸式冷却3种冷却形式;新型冷却方式包括辐射冷却、蒸发冷却、热电冷却及相变材料冷却。并从热阻(或温差)、能效提升及电池温度3个方面对不同冷却散热系统进行了对比分析,得出了几点结论。(1)采用风冷、辐射冷却或热电冷却时,电池与环境之间的热阻较大,电池温度下降幅度较小,其中风冷热阻基本维持在0.04~0.06m2·K/W,辐射冷却热阻大约为0.03m2·K/W,而热电冷却的热阻大约在0.02m2·K/W,但风冷和辐射冷却相比热电冷却具有结构简单、维护方便等优势。(2)与风冷和辐射冷却相比,液冷、蒸发冷却及相变材料冷却的热阻下降了约一个数量级,其中液冷传热热阻维持在0.002~0.012m2·K/W,蒸发冷却的热阻小于0.009m2·K/W,相变材料冷却的传热热阻维持在0.008m2·K/W以下,但绝大多数液冷以及热电冷却带来的性能提升会被自身所消耗一部分,且装置的复杂程度也有所上升。(3)在风冷和液冷等传统冷却方式或其他新型冷却方式中耦合可被利用的冷源或采取非电驱动技术时,可以进一步提升平板光伏的散热效果。浙江电池光伏液冷价钱