太阳能砷化镓电池与导热油的光热转换实验-论文.pdf

《太阳能砷化镓电池与导热油的光热转换实验-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《装备制造技术)2014年第3期r，、，、’0‘，、，、’1；试验与研究{0，、、’-，、、，、-、、-～太阳能砷化镓电池与导热油的光热转换实验黄惠兰，刘健兵，陈润拓，陈强(广西制造系统与先进制造技术重点实验室广西大学机械工程学院，广西南宁530004)摘要：为提高聚光时太阳能砷化镓电池的效率，利用导热油作为换热介质，将砷化镓电池的聚光温度冷却，温度升高后的导热油把热量传给低沸点工质，促使工质汽化并进入膨胀机做功。对三种不同冷却方式下砷化镓电池的效率进行了实验对比，结果表明：以导热油为介质的冷却方式，与水冷

2、和风冷相比，砷化镓电池的平均温度分别降低了5．75℃和40．04℃。其平均效率分别提高了1．83％和11．96％。关键词：砷化镓电池；导热油；冷却；效率中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1672—545X【2014)03--0001—03太阳能光伏发电技术是现阶段最具前途的发电损耗。太阳能电池在聚光下，温度升高很快，产生较技术。其中，为了提高太阳能电池的转换效率，一般大的热量，如果产生的热量能充分利用，可更加高效使用聚光的方式。因为，聚光使得太阳能电池表面接利用太阳能。受太阳的辐照度增强200—

3、1000倍，提高了太阳能因此，本文对砷化镓电池采用另外一种冷却方电池单位面积的输出功率，从而，降低光伏发电的成式，即使用导热油为吸热介质，带走太阳能电池的热本，具有很好的应用前景【”。然而，聚光过程中，太阳量，使其温度降低；吸热后的导热油在发生器中与低沸点工质进行换热，使其气化，进入膨胀机做功，发能电池表面的温度升高，会导致电池效率降低，该影电。这种冷却方式能够在降低砷化镓电池温度的同响在聚焦倍数越大时更明显[21。文献[3】中指出：砷化时，对余热进行发电利用，最大程度的提高太阳能综镓电池温度每升高1℃，开

4、路电压VOC减小0．4％，合利用率。短路电流基本不变，输出功率减小0．4％。因此，为了提高砷化镓电池的转换效率，有必要在聚光条件下1砷化镓电池冷却实验对砷化镓电池进行冷却。目前，常用的太阳能电池冷却有风冷和水冷两由于温度对太阳能电池的电流、电压以及电池种方式。风冷却方式是通过空气自然或强制对流把的输出功率有显著影响，造成太阳能电池或模块随太阳能电池背面的热量带走，达到降温的目的。自然着温度的升高在其最大输出功率处的整体性下降。对流冷却时，把铜、铝等高导热材料作为电池背板，并在使用光伏组件时，温度被认为在影响

5、电池输出参安装肋片，可加强对流换热[41。Araki[~等实验研究了数中比辐射对输出参数的影响更大，但在设计太阳500倍日照聚光条件下单个太阳能电池的自然对流能发电系统时，太阳的辐射作用占据了主要的地位，冷却问题，研究结果表明，电池与铝板间良好的热接温度却往往被忽视，为了消除在使用太阳能电池时触是保持电池低温的关键因素。风冷却技术的冷却温度的升高对光伏组件输出效率的负面影响，对模．效果有限。水冷却方式分为自然循环和强制循环冷块的冷却是有必要的。故这里采用导热油、水冷及风却。SolarSystems公司报道了

6、一种应用于抛物型聚光冷三种方式对砷化镓电池进行冷却试验，然后对比式光伏发电系统的水冷却系统，电池的背面设置了分析。“导热油”方式，是太阳能电池用导热硅胶黏贴平行的水流窄通道。试验结果表明：在340倍的聚光在铜管上，铜管中充满导热油，用导热油带走太阳能条件下，当水流量为O．56kg／(m·s)和泵功率为86w电池的热量；“水冷”冷却方式，即把铜管中的导热油时，太阳能电池的平均温度为38．52℃，电池转换效换成水，用水带走太阳能电池的热量；“风冷”冷却方率为24．0％。水冷却一般需要加水泵，有额外的功率式，即太

7、阳能电池置于自然通风条件下进行冷却。收稿日期：2014—01—05基金项目：广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任基金项目(编号：12—071—11S11)；广西自然科学基金资助(2ol1sFA018O29)；国家自然科学基金资助项目(51266001)作者简介：黄惠兰，女，博士，教授，主要从事能源利用系统与评价和节能技术方面的研究。1EquipmentManufacturingTechnologyNo．3，20141．1实验装置曲线位于最上部，温度最高值为129℃，平均为实验原理示意图如图1所示。78．

8、79℃；其次位是水冷，水冷的砷化镓电池最高温度为64．5cI=，平均温度为44．5℃；导热油冷却的砷化镓电池温度最低，其最高温度为55o【=，平均温度电偶]墨滑电阻为38．75℃。这主要是因为三种冷却方式下，砷化镓电池换热的介质不同，风冷的换热介质是空气，自然对流，空气的换热系数小，这就使得热量集中在砷化镓电池上。导热油的换热系数小于水的换热系数，原图1实验原理示意图理上，水与砷化镓的换热量要大于导热油的换热量，