近年來,聚光太陽能電池作為太陽能發(fā)電技術(shù)的核心部件其光電性能提升迅速,但是大部分入射光都轉(zhuǎn)化成了熱,使得電池溫度進一步升高。高光強、大電流下的聚光太陽能電池溫度升高使其光電性能下降和使用壽命縮短,需要配備高效的熱管理系統(tǒng)來保障電池的安全性和穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)冷卻技術(shù)（風冷、液冷）和新型冷卻技術(shù)（微通道冷卻、射流沖擊冷卻等）的基礎(chǔ)上,本文提出了一種雙孔毛細芯環(huán)路熱管系統(tǒng)散熱方案,其傳熱能力強、抗重力、熱傳輸距離遠、運行角度多變等優(yōu)勢可以有效解決聚光太陽能電池的散熱問題。針對聚光太陽能電池的散熱特點,本文主要開展了雙孔毛細芯的制備和環(huán)路熱管的傳熱特性研究工作。首先采用粉末冶金燒結(jié)法與添加造孔劑相結(jié)合的方式制備了雙孔毛細芯,運用X射線衍射光譜（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、孔徑分析儀等一系列測試表征手段,系統(tǒng)地研究了毛細芯的物相組成、微觀形貌和性能。進一步設(shè)計并制作了環(huán)路熱管系統(tǒng),實驗對比分析了單孔毛細芯和雙孔毛細芯環(huán)路熱管的運行特性,主要研究結(jié)果如下:（1）造孔劑CaCl₂充分溶解后的毛細芯呈現(xiàn)出雙孔隙結(jié)構(gòu);毛細芯的孔隙率、滲透率和抽吸質(zhì)量隨著造孔劑含量的增加而增大... 

【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光伏裝機量的發(fā)展趨勢及預(yù)測

景德鎮(zhèn)陶瓷大學碩士學位論文第一章緒論2源部可再生能源實驗室（NREL）最新公布的多結(jié)聚光太陽能電池轉(zhuǎn)換效率已高達47.1%[1]，可以預(yù)測隨著工藝、材料等技術(shù)的不斷突破，電池的效率還將進一步提升。圖1-2三結(jié)太陽能電池的AMO光譜分布及其結(jié)構(gòu)示意圖[2]Fig.1-2DistributionoftheAMOspectrumbythe3Jsolarcellanditslayerstructure按照聚光比（1X=1000W/m2）不同，可將聚光太陽能電池系統(tǒng)分為低倍（<100X）、中倍（100～300X）和高倍（300～1000X）聚光系統(tǒng)[3]。聚光倍數(shù)的增加使得太陽能電池所接收的太陽輻照度加強，進而提升了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但絕大部分能量會轉(zhuǎn)化成熱量，促使電池溫度升高。太陽能電池的溫度效應(yīng)不但會降低電池的輸出功率，影響電池的轉(zhuǎn)換效率，而且在長時間的高溫下會縮短電池的使用壽命，甚至燒毀器件。通常會安裝冷卻裝置來解決太陽能電池的溫度效應(yīng)，按冷卻的方式可分為被動冷卻和主動冷卻兩種。被動冷卻是通過高導熱性的金屬翅片或基板（銅、鋁等）對電池進行散熱，成本較低，方法簡單，但散熱量有限僅用于低倍聚光系統(tǒng)。主動冷卻是利用水、空氣等工質(zhì)對電池進行強制散熱，該方式能夠高效降低電池溫度，但增加了額外的功耗(泵等)。針對聚光太陽能電池的散熱需求，本章分析并總結(jié)了當前太陽能電池的散熱技術(shù)及其研究進展，選用環(huán)路熱管作為聚光太陽能電池冷卻方案，簡要介紹了環(huán)路熱管的工作原理，并對環(huán)路熱管的最新研究進展進行了總結(jié)，最后介紹了本研究工作的主要研究內(nèi)容及實際意義。1.2聚光太陽能電池冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.2.1聚光太陽能電池的溫度效應(yīng)與散熱需求目前，聚光太陽能電池的實驗室轉(zhuǎn)換效率已高達47.1%，而市場較流行的單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率僅為26.7%，組件類型、電學損耗、工作環(huán)境等因素一直制約?

景德鎮(zhèn)陶瓷大學碩士學位論文第一章緒論3陽能電池的溫度效應(yīng)影響不同，但仍可能會阻礙太陽能電池技術(shù)和材料發(fā)展對效率的提高[5]。圖1-3CPV系統(tǒng)各因素造成性能損失所占比例[6]Fig.1-3PercentageofperformancelosscausedbyvariousfactorsofCPVsystemNishioka等[7]評估了聚光太陽能電池光電特性對溫度的敏感性，三結(jié)砷化鎵電池的開路電壓、短路電流、填充因子和轉(zhuǎn)換效率隨溫度的變化如圖1-4所示，隨著聚光倍數(shù)的增大，電池的工作溫度逐漸升高，開路電壓、填充因子和轉(zhuǎn)換效率均隨著溫度的升高呈下降趨勢，短路電流略微升高。因此，為了保證太陽能高效的運行狀態(tài)，最優(yōu)的方案就是選擇合理的熱管理系統(tǒng)來解決電池的溫度效應(yīng)。圖1-4三結(jié)砷化鎵太陽能電池的光電特性隨溫度的變化[7]Fig.1-4Variationofelectricalcharacteristicswithtemperatureforatriplejunctionsolarcell理想的聚光太陽能電池的熱管理系統(tǒng)是在經(jīng)濟成本可控范圍內(nèi)能夠快速帶走電池產(chǎn)生的熱量，使其能夠在合理工作溫度范圍內(nèi)高效運行。圖1-5描述了太陽能

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]環(huán)路熱管多尺度毛細結(jié)構(gòu)制備及性能研究[D]. 楊臥龍.華北電力大學(北京) 2017
[2]多尺度復合多孔結(jié)構(gòu)燒結(jié)—脫合金制造及傳熱性能研究[D]. 李輝.華南理工大學 2017

碩士論文
[1]雙蒸發(fā)器環(huán)路熱管雙孔徑分布毛細芯的研制及其熱性能研究[D]. 張坤峰.中國石油大學(華東) 2016
[2]導熱系數(shù)對毛細芯及環(huán)路熱管的影響研究[D]. 張沖.山東大學 2016
[3]相變力驅(qū)動機制的環(huán)路熱管設(shè)計與實驗研究[D]. 鄭銘鑄.天津商業(yè)大學 2016
[4]基于鎳銅基毛細芯的環(huán)路熱管研究[D]. 王浩霖.山東大學 2014
[5]環(huán)路熱管用多孔毛細芯的制備及性能分析[D]. 王小鷹.中南大學 2014
[6]雙孔徑毛細芯的研制及其在環(huán)路熱管中的應(yīng)用研究[D]. 李歡.華中科技大學 2011
[7]環(huán)路熱管的熱輸送性能研究[D]. 張偉保.華南理工大學 2010
[8]小型圓盤式LHP系統(tǒng)的設(shè)計與實驗研究[D]. 張亮.華中科技大學 2008
[9]毛細抽吸兩相循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計分析與實驗研究[D]. 史光.華中科技大學 2007
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本文編號：3123830