一种用于低倍聚光光伏的全被动散热设计优化方法技术

本发明专利技术涉及一种用于低倍聚光光伏的全被动散热设计优化方法，包括以下步骤：S1，利用工程仿真软件COMSOL搭建全被动散热装置模型，包括：太阳电池片、导热硅酯、VC散热片、翅片散热器和天空辐射制冷膜；所述天空辐射制冷膜贴附在所述VC散热片和所述翅片散热器二者的上表面的露出的部分；S2，确定全被动散热装置模型中的无关参数，将所述VC散热片和所述翅片散热器的边长确定为自变量，将所述太阳电池片的温度确定为因变量进行仿真；S3，根据传热学公式，确定加载在模型上的热量参数；S4，在COMSOL软件中进行稳态热力学仿真，得到自变量与太阳电池片温度的关系，选出成本最低的最佳组合方案；S5，得出适用于不同聚光倍数的全被动散热装置的几何优化参数。装置的几何优化参数。装置的几何优化参数。

【技术实现步骤摘要】
一种用于低倍聚光光伏的全被动散热设计优化方法


[0001]本专利技术属于聚光光伏领域，具体的涉及一种用于低倍聚光光伏的全被动散热设计优化方法。

技术介绍

[0002]聚光光伏(CPV)发电技术以廉价的聚光组件汇聚光强，提高发电效率的同时摊薄电池成本，降本空间大。聚光硅太阳电池极限效率高达37％，而晶硅太阳电池发展最为成熟且成本最低，研究聚光硅太阳电池对整个光伏行业而言意义重大。但聚光光伏由于效率高，因此生热快，散热要求也比普通的光伏高。
[0003]目前，针对低倍聚光硅太阳电池的有效散热技术几乎没有，亟需开发适用于聚光硅太阳电池的低成本、无动力、高稳定且免维护的散热技术。传统的主动散热需要额外的流动驱动装置，增加系统复杂性和能耗，可靠性不足且需要维护成本；传统的被动散热技术换热系数通常低于10W/m2·
K，往往需要高导热性材料与大面积散热片才能满足聚光型太阳电池的散热需求，成本昂贵；或需要直接覆盖在太阳能电池表面，对材料局限性大，均不适用于聚光硅太阳电池散热。散热技术多种多样，但如何能实现合理的配合满足低倍聚光硅太阳电池的散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低倍聚光光伏的全被动散热设计优化方法，其特征在于包括以下步骤：S1，利用工程仿真软件COMSOL搭建全被动散热装置模型，包括：太阳电池片、导热硅酯、VC散热片、翅片散热器和天空辐射制冷膜；所述太阳电池片位于所述VC散热片上方，且所述太阳电池片下表面与所述VC散热片上表面之间为导热硅脂，所述VC散热器的上表面的面积大于所述太阳电池片下表面的面积，所述VC散热片下表面与翅片散热器连接，所述天空辐射制冷膜贴附在所述VC散热片和所述翅片散热器二者的上表面的露出的部分；S2，确定全被动散热装置模型中的无关参数，包括：各部件材料的导热系数及形状尺寸参数；将所述VC散热片和所述翅片散热器的边长确定为自变量，将所述太阳电池片的温度确定为因变量进行仿真；S3，根据传热学公式，确定加载在模型上的热量参数，包括：加载在所述太阳电池片上的聚光热通量，加载在所述翅片散热器上的自然对流系数，加载在装置上表面除所述太阳电池片以外区域的所述天空辐射制冷膜的表面发射率函数以及环境温度；S4，在COMSOL软件中进行稳态热力学仿真，得到在N倍聚光下，所述VC散热片以及所述翅片散热器的尺寸与所述太阳电池片温度的关系，且在符合散热要求的组合中，选出成本最低的最佳组合方案；所述散热要求为：所述电池片相对于环境温度的温升不超过15℃；S5，依据上述仿真结果，得出适用于不同聚光倍数的中低倍聚光光伏的全被动散热装置的几何优化参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S2中，太阳电池片材料为单晶硅，导热系数为131W/m
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【专利技术属性】
技术研发人员：李英峰，李美成，张来豫，刘英健，安佳媛，高文祥，柳志晗，巨星，吕小军，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：