实验室与产学研合作企业东净(厦门)科技有限公司合作研究的成果“Thermal evaluation of photovoltaic panels combined pulsating heat pipe with phase change materials: numerical study and experimental validation”(脉动热管与相变材料耦合的光伏板热评价:数值研究与实验验证)于2024年1月15日正式在土木学科顶刊Energy and Buildings(IF=6.7)发表。实验室硕士研究生杨晨为论文的第一作者,实验室青年骨干人才陶求华博士为通讯作者,实验室“热工与建筑节能”团队成员陈奕博士、严华夏博士、闵韵然博士以及合作企业范益沿工程师为共同作者。
光伏组件的表面温度是影响光电转换效率的关键因素。被动式降温技术在光伏冷却方面发挥着重要的作用,对不同的散热方式进行耦合改进可以提高光伏换热效率和使用寿命。本文针对多种散热方式相结合的工况,提出了一种适用于大时长换热过程数值计算的改进方法。本文建立了PV板耦合PCM/PHP冷却模块的数值传热模型,并对长时段换热过程中PV板的温度分布进行实验验证。在模拟研究中,分析了PCM与PHP冷却模块的几何结构和物性参数变化对于PV组件换热性能的影响规律,评估耦合冷却模块在不同气候区的气象条件下对PV的控温效果。在实验验证中,PCM冷却模块的相变材料选用石蜡、十四醇掺混石墨制备,PHP冷却模块根据数值模拟中换热性能最优工况的参数进行设计。在PV/PCM/PHP耦合模块的气候适用性分析中,将建立的传热模型用于昼夜循环的控温效果研究和光电转换效率计算,对不同气候区的适用性进行了评估。
