土耳其阿爾特溫喬魯大學的科學家開發(fā)出一種新型太陽能模塊冷卻技術,該技術首次在研究層面利用了電噴霧冷卻。
該技術用于電子元件散熱,據稱冷卻能力強,液體供應量小,溫度控制精確。另一個重要優(yōu)勢是噴霧顆粒比機械霧化器更小,液滴產生更均勻。此外,據稱與傳統(tǒng)噴霧冷卻相比,該技術更易于使用且能耗更低。
“電噴霧冷卻是文獻中的一個新主題,特別是用于冷卻處理器的機電系統(tǒng),”該研究的主要作者Abdüssamed Kabaku? 告訴《光伏》雜志。“在此研究之前,從未有人研究過它用于冷卻光伏系統(tǒng)。查閱文獻后發(fā)現(xiàn),電噴霧冷卻最重要的特點是它可以在低冷卻液流速下進行高傳熱,并且比機械噴霧系統(tǒng)消耗更少的能量。”
研究小組在一塊小面板上進行了一系列實驗。“在該面板上進行的實驗結果顯示,冷卻效果非常有效,” Kabaku? 補充道。 “然而,這種方法也有一些缺點。由于單個噴嘴噴出的噴霧投影面積較小,因此無法在工業(yè)面板上使用單次噴霧。”
電噴霧冷卻結合了噴霧冷卻和高壓靜電技術。它在高溫金屬或金屬涂層表面與不銹鋼噴嘴之間產生電壓。噴嘴提供表面張力低的液體,液體顆粒撞擊熱表面,通過表面的高熱傳遞帶走熱量,從而實現(xiàn)冷卻。
實驗所用系統(tǒng)以水為冷卻劑,采用灌注泵以恒定流量將制冷劑輸送至不銹鋼噴嘴,太陽能電池板背面覆蓋有 0.016 毫米厚的鋁箔,鋁箔上涂有導熱膏,采用 PCE-PVA 100 太陽能電池組件分析儀評估組件性能,采用 T 型熱電偶測量其工作溫度。
研究人員解釋說: “實驗是在輻射強度為 800、1000 和 1200 W/m 2、電壓為 20 kV 和冷卻液流量為 40-60-80-100-120 ml/h 的條件下進行的。實驗是在實驗室環(huán)境中進行的,冷卻水溫度與環(huán)境溫度大致保持恒定和穩(wěn)定。”
分析表明,在所有輻照度水平下,面板溫度都會隨著流量的增加而下降。“當流量超過 80 ml/h 時,溫度變化沒有顯著變化。80 ml/h 的流量被確定為最佳流量,”該小組強調。“在 80 ml/h 的流量下,對于 800-1000-1200 W/m 2的輻照度,溫度下降率分別為 0.13、0.14 和 0.15 C/s。”
測量結果還顯示,太陽能電池組件的產量增加了24.2%至56.5%。
該冷卻技術在《熱能工程案例研究》發(fā)表的一項研究中被提出,該研究題為“冷卻光伏板的新方法:電噴霧冷卻” 。Kabaku?表示:“在未來的研究中,我們將建立一個具有多個噴嘴的電噴霧系統(tǒng)來冷卻工業(yè)面板,并檢查其冷卻性能。只有在證明了其對工業(yè)面板的可用性之后,才會計算系統(tǒng)成本。”