近年來(lái),聚光太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)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(jìn)一步升高。高光強(qiáng)、大電流下的聚光太陽(yáng)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(lái)保障電池的安全性和穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)冷卻技術(shù)（風(fēng)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(xì)芯環(huán)路熱管系統(tǒng)散熱方案,其傳熱能力強(qiáng)、抗重力、熱傳輸距離遠(yuǎn)、運(yùn)行角度多變等優(yōu)勢(shì)可以有效解決聚光太陽(yáng)能電池的散熱問(wèn)題。針對(duì)聚光太陽(yáng)能電池的散熱特點(diǎn),本文主要開(kāi)展了雙孔毛細(xì)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(xì)芯,運(yùn)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(cè)試表征手段,系統(tǒng)地研究了毛細(xì)芯的物相組成、微觀形貌和性能。進(jìn)一步設(shè)計(jì)并制作了環(huán)路熱管系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了單孔毛細(xì)芯和雙孔毛細(xì)芯環(huán)路熱管的運(yùn)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(xì)芯呈現(xiàn)出雙孔隙結(jié)構(gòu);毛細(xì)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(lái)源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光伏裝機(jī)量的發(fā)展趨勢(shì)及預(yù)測(cè)

景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論2源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）最新公布的多結(jié)聚光太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率已高達(dá)47.1%[1]，可以預(yù)測(cè)隨著工藝、材料等技術(shù)的不斷突破，電池的效率還將進(jìn)一步提升。圖1-2三結(jié)太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池所接收的太陽(yáng)輻照度加強(qiáng)，進(jìn)而提升了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但絕大部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量，促使電池溫度升高。太陽(yáng)能電池的溫度效應(yīng)不但會(huì)降低電池的輸出功率，影響電池的轉(zhuǎn)換效率，而且在長(zhǎng)時(shí)間的高溫下會(huì)縮短電池的使用壽命，甚至燒毀器件。通常會(huì)安裝冷卻裝置來(lái)解決太陽(yáng)能電池的溫度效應(yīng)，按冷卻的方式可分為被動(dòng)冷卻和主動(dòng)冷卻兩種。被動(dòng)冷卻是通過(guò)高導(dǎo)熱性的金屬翅片或基板（銅、鋁等）對(duì)電池進(jìn)行散熱，成本較低，方法簡(jiǎn)單，但散熱量有限僅用于低倍聚光系統(tǒng)。主動(dòng)冷卻是利用水、空氣等工質(zhì)對(duì)電池進(jìn)行強(qiáng)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(duì)聚光太陽(yáng)能電池的散熱需求，本章分析并總結(jié)了當(dāng)前太陽(yáng)能電池的散熱技術(shù)及其研究進(jìn)展，選用環(huán)路熱管作為聚光太陽(yáng)能電池冷卻方案，簡(jiǎn)要介紹了環(huán)路熱管的工作原理，并對(duì)環(huán)路熱管的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，最后介紹了本研究工作的主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)際意義。1.2聚光太陽(yáng)能電池冷卻技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.2.1聚光太陽(yáng)能電池的溫度效應(yīng)與散熱需求目前，聚光太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率已高達(dá)47.1%，而市場(chǎng)較流行的單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率僅為26.7%，組件類型、電學(xué)損耗、工作環(huán)境等因素一直制約?

景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3陽(yáng)能電池的溫度效應(yīng)影響不同，但仍可能會(huì)阻礙太陽(yáng)能電池技術(shù)和材料發(fā)展對(duì)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(píng)估了聚光太陽(yáng)能電池光電特性對(duì)溫度的敏感性，三結(jié)砷化鎵電池的開(kāi)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(kāi)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(shì)，短路電流略微升高。因此，為了保證太陽(yáng)能高效的運(yùn)行狀態(tài)，最優(yōu)的方案就是選擇合理的熱管理系統(tǒng)來(lái)解決電池的溫度效應(yīng)。圖1-4三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)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(yáng)能電池的熱管理系統(tǒng)是在經(jīng)濟(jì)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(yùn)行。圖1-5描述了太陽(yáng)能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]肋強(qiáng)化結(jié)構(gòu)平板式蒸發(fā)器環(huán)路熱管實(shí)驗(yàn)研究[J]. 何松,劉志春,田巍,趙靖,劉偉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2019(07)
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[6]環(huán)路熱管鎳鈦雙孔隙毛細(xì)芯的性能優(yōu)化[J]. 徐計(jì)元,鄒勇,楊得帥,范明秀.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[7]應(yīng)用于LED燈具散熱的平板熱管傳熱特性[J]. 汪雙鳳,胡艷鑫,陳金建.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2012(08)
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博士論文
[1]環(huán)路熱管多尺度毛細(xì)結(jié)構(gòu)制備及性能研究[D]. 楊臥龍.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]多尺度復(fù)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(xué) 2017

碩士論文
[1]雙蒸發(fā)器環(huán)路熱管雙孔徑分布毛細(xì)芯的研制及其熱性能研究[D]. 張坤峰.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2016
[2]導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)毛細(xì)芯及環(huán)路熱管的影響研究[D]. 張沖.山東大學(xué) 2016
[3]相變力驅(qū)動(dòng)機(jī)制的環(huán)路熱管設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄭銘鑄.天津商業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于鎳銅基毛細(xì)芯的環(huán)路熱管研究[D]. 王浩霖.山東大學(xué) 2014
[5]環(huán)路熱管用多孔毛細(xì)芯的制備及性能分析[D]. 王小鷹.中南大學(xué) 2014
[6]雙孔徑毛細(xì)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(xué) 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(xué) 2010
[8]小型圓盤(pán)式LHP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張亮.華中科技大學(xué) 2008
[9]毛細(xì)抽吸兩相循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 史光.華中科技大學(xué) 2007
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本文編號(hào)：3123830