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利用相变材料（PCMs）在临界工作温度下冷却光伏组件的热力学评估

DOI：10.1007/s10973-020-09565-3 期刊：Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 提高光伏电池温度会降低其发电量。相变材料（PCM）是控制光伏电池升温速率最常用的方法之一。本研究聚焦于光伏?？樽畲蠊ぷ魑露龋?5°C）下带翅片与不带翅片的PV/PCM系统热力学分析。实验室内采用熔点不同的聚乙二醇600（PEG-600）和石蜡作为PCM进行研究，并考察了翅片的使用效果。针对该临界温度，结果表明由于石蜡熔点更接近?？槲露?，其在控制光伏电池温度方面更具优势。安装翅片后，与传统光伏?？橄啾?，石蜡+翅片方案与PEG600+翅片方案分别实现了28.0°C和8.8°C的温差。在此临界温度条件下，光伏?？槭涑龉β什怀疃üβ实囊话?。石蜡+翅片方案的?效率比传统方案高4.2%，且熵产计算显示其较传统方案降低达5%。此外，还计算了各方案下瑞利数的变化情况。
作者： Mohammad Firoozzadeh，Amir Hossein Shiravi，Mojtaba Shafiee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

比较两种熔点差异较大的材料作为相变材料（PCM）在85°C表面温度下的表现（该温度为光伏组件的最大工作温度条件），并研究所有工况下的能量、火用、熵及瑞利数的变化。

研究成果

实验表明，在光伏组件背面使用相变材料（PCM）并安装翅片可提升整体性能。石蜡作为相变材料在有无翅片两种情况下均表现出优于PEG 600的性能。通过计算熵产发现，原型3和5相比无翅片原型具有更显著的熵减效果。在石蜡+翅片与传统光伏组件的对比中，最大火用效率差异达4.2%。结果表明，对于环境温度较高的地区，不建议使用低熔点物质。

研究不足

该研究在室内条件下进行，可能无法完全复现室外环境条件的变化性。实验于冬季开展，由于光伏组件的初始温度低于所用相变材料的熔点，这可能会对结果产生影响。

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