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溫度是影響太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素  之一,在設(shè)計(jì)聚光型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí),必需考慮電池組件的溫度控制。

太陽(yáng)電池冷卻的必要性

一般商用太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率為6％～15％,在運(yùn)行的過(guò)程中,未被利用的太陽(yáng)輻射能除了一部分被反射外其余大部分被電池吸收轉(zhuǎn)化為熱能;如果這些吸收的熱量不能及時(shí)排除,電池溫度就會(huì)逐漸升高,發(fā)電效率降低(據(jù)統(tǒng)計(jì)電池組件溫度每降低1k輸出電量增加0.2％～0.5％),太陽(yáng)電池長(zhǎng)期在高溫下工作還會(huì)因迅速老化而縮短使用壽命。

太陽(yáng)電池的常用冷卻方法

2.1空氣冷卻方式

在太陽(yáng)電池背面通過(guò)空氣自然或強(qiáng)制對(duì)流帶走熱量,可以達(dá)到降溫目的。采用自然對(duì)流冷卻時(shí)把銅、鋁等高導(dǎo)熱材料作為電池背板,并安  裝肋片,可以加強(qiáng)自然對(duì)流換熱。采用強(qiáng)制對(duì)流換熱,組件背面被制成通風(fēng)流道,流道的入口(或同時(shí)在出入口)設(shè)置風(fēng)機(jī)增強(qiáng)空氣流動(dòng),但風(fēng)機(jī)的使用會(huì)額外消耗一部分電能。通常,采用空氣冷卻,換熱性能與空氣的流速和流道長(zhǎng)度高度等有關(guān),優(yōu)化這些參數(shù)可以達(dá)到最佳的換熱效果。araki等實(shí)驗(yàn)研究了500倍日照聚光條件下單個(gè)太陽(yáng)電池的自然對(duì)流冷卻問(wèn)題,研究結(jié)果表明,電池與鋁板間良好的熱接觸是保持電池低溫的關(guān)鍵因素  。

2.2水冷卻方式

水冷卻方式可分為自然循環(huán)冷卻和強(qiáng)制循環(huán)冷卻;水冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是保證太陽(yáng)電池與換熱器表面間良好的熱傳導(dǎo)和電絕緣。典型的水冷卻系統(tǒng)由換熱器、水箱、若干連接閥門等部件組成,換熱器的結(jié)構(gòu)通常有管板式、流道式和水箱底座式等。管板式結(jié)構(gòu)是參照傳統(tǒng)的平板太陽(yáng)能集熱板發(fā)展而來(lái)的,能很好解決工質(zhì)的滲漏和電池的絕緣;流道式結(jié)構(gòu)則同空氣流道散熱相似,換熱工質(zhì)與電池接觸面積大換熱效果高,但存在工質(zhì)的滲漏和電池的絕緣等問(wèn)題;水箱底座式將太陽(yáng)電池直接粘接到具有斜面的水箱上,水箱作為工質(zhì)容器和系統(tǒng)底座。

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