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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 使用Al2O3/蒸馏水纳米流体的平板太阳能集热器性能分析：一项实验研究

    摘要： 由于太阳能热技术能高效地将太阳能转化为可用能源，近年来该技术的重要性显著提升。热交换器、制冷、空调、材料科学工程等领域正积极采用结合纳米颗粒的太阳能技术，因其具有高导热性。本研究探讨了水基Al2O3纳米流体对平板式太阳能热水器性能的影响。实验中采用优质表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)提升纳米颗粒在流体中的分散质量。研究在印度斋浦尔拉贾斯坦邦阿米提大学进行（北纬27.1721°，东经75.9542°），该地区年均太阳辐照量为5.56千瓦时/平方米/天。实验测试了流量、压力、气候条件、时间、太阳能集热器倾角、纳米流体成分等不同参数，Al2O3浓度控制在0.1至0.3体积百分比范围内，测试质量流速为1-3升/分钟，测得导热系数范围为0.610-0.622瓦/米·开尔文。结果表明：当Al2O3体积分数从0.1%增至0.3%时，集热器效率提升了21.32%。

    关键词： 纳米流体，平板式太阳能集热器，太阳能，集热器效率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 中压应用中新型碳量子点包覆纳米流体绝缘材料的研究

    摘要： 矿物油在高压绝缘领域的广泛应用推动了大量旨在改善其介电性能与热特性的研究工作。本研究采用碳量子点(CQD)制备了一种新型纳米流体绝缘介质，该介质通过表面处理后的二氧化硅(SiO2)纳米颗粒添加至商用矿物油中制成。这种被称为CQD-SiO2纳米流体的绝缘介质，其交流击穿电压(BDV)、局部放电(PD)、雷电冲击(LI)、介质损耗角正切(Tan-delta)、体积电阻率、粘度等绝缘特性，以及闪点、燃点等热特性均接受了测试。实验设置了0.01%wt、0.05%wt和0.1%wt三种不同纳米流体浓度。通过威布尔分布分析了BDV测试和LI测试的击穿数据，并将CQD-SiO2纳米流体与含/不含SiO2纳米填料的矿物油进行了对比。结果表明：添加CQD包覆的SiO2纳米颗?？墒菇涣骰鞔┣慷忍嵘?00%，局部放电起始电压提高50%，雷电冲击耐受能力增强20%，体积电阻率提升50%。该纳米流体还表现出较矿物油更优的闪点和燃点特性。使用CQD-SiO2纳米流体时，局部放电幅值和介质损耗角正切值显著降低。这些结果表明CQD-SiO2纳米流体可作为中压绝缘应用的理想候选材料。

    关键词： 碳量子点、液体绝缘体、纳米流体、击穿电压、局部放电

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用相变材料与纳米流体实现热调控的聚光光伏电池集成式被动-主动冷却系统

    摘要： 已开发并建模了一种用于聚光光伏（CPV）太阳能系统热调节的被动与主动冷却系统集成方案。该设计将相变材料（PCM）储热电池与闭环水冷系统相结合，建立了二维模型用于模拟集成冷却系统的CPV各层结构。通过研究评估了系统组件及整体热电性能，进一步探究了水箱内不同PCM板排列方式对系统性能的影响，并分析了采用纳米流体作为传热流体（HTF）的性能提升效果。结果表明：相比传统单独PCM-PV系统和单独水冷系统，该方案使CPV平均温度降低60%；在10倍聚光比（CR）和0.01 m/s HTF流速下，电池温度不超过78°C，且PCM最高温度始终低于降解温度限值。水箱内PCM板排列方式对系统性能影响可忽略。使用纳米流体作为HTF增效剂可使CPV效率提升2.7%，同时降低光伏组件最高温度4°C、缩短PCM熔化时间12%。

    关键词： 聚光光伏，集成被动-主动冷却系统，相变材料，热调节，纳米流体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 优化直射吸收式太阳能集热器中的超稳定等离子体纳米流体

    摘要： 用于低通量直接吸收式太阳能集热器（DASCs）的纳米流体常因长期储存、高温环境、高颗粒浓度及游离表面活性剂污染而面临关键稳定性问题。本研究开发了超稳定纳米流体，并基于其特性通过计算优化DASC设计。采用柠檬酸盐（CIT）和聚乙二醇（PEG）包覆的金纳米颗粒实现宽带光热吸收，避免了游离表面活性剂的使用。通过长期常温储存、高颗粒浓度及梯度加热测试，分析了纳米流体在DASC中的稳定性和实用性。电空间稳定化（PEG+CIT）方案展现出更优的胶体稳定性与一致的光学特性——经16个月验证其化学与胶体稳定性，创下太阳能领域常温储存纳米流体最长稳定纪录。将稳定化太阳能纳米流体的光学测量数据输入DASC优化模型，约束广义模式搜索（GPS）算法在维持集热器温升目标的同时，同步实现热功率增益最大化与纳米颗粒负载最小化。本研究通过同步开发超稳定太阳能纳米流体、降低纳米颗粒负载需求并提升集热器热功率增益，为低通量纳米流体基DASC的实际高效可靠应用奠定了重要基础。

    关键词： 等离子体纳米粒子，直接吸收式太阳能集热器，电空间稳定作用，纳米流体，全局优化，分散稳定性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 纳米流体在冷却太阳能光伏电池以提高整体效率中的作用

    摘要： 太阳能光伏组件的电转换效率强烈依赖于运行温度。入射的太阳辐射中仅有最多20%被转化为电能，其余能量要么反射回大气层，要么转化为热量从而导致电池温度升高。随着电池温度上升，电效率会下降。需要降低太阳能光伏面板的温度以获得最大的电转换效率。研究人员已通过主动和被动冷却技术实施了许多光伏冷却方法。主动冷却使用空气、水、纳米流体等进行冷却，而被动冷却则利用石蜡、共晶材料、有机材料、棉芯等相变材料进行冷却。纳米流体通过提高基液的热导率来降低面板温度。本文重点阐述了纳米流体作为冷却剂在太阳能光伏面板中的应用效果。

    关键词： 纳米流体、电转换效率、太阳能光伏、热导率、总效率

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用水作为冷却剂提升太阳能光伏电池的寿命与整体性能：近期研究综述

    摘要： 在当今世界，随着电力消耗的增加，人们对电力的依赖程度越来越高。太阳能光伏系统是发电的方法之一。太阳能光伏板的转换效率取决于大气条件和反射率。光伏组件的工作温度对光伏系统的性能起着重要作用，因为当组件温度升高时，光伏系统的效率会降低。光伏电池在高温下长时间运行会使其材料性能退化。在较低温度下运行太阳能光伏系统可以延长其使用寿命，通过提高整体输出功率来减少组件表面积。研究人员已提出并测试了多种面板冷却技术。其中最常见且有效的光伏组件冷却方法是使用水作为冷却剂。本文讨论了多位研究人员为通过水冷提高太阳能光伏组件效率所做的努力，全面评述了水在光伏组件前表面、后表面以及前后双表面的应用效果，并报道了组件浸入水中的性能表现。

    关键词： 纳米流体、电转换效率、太阳能光伏、热导率、总效率

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • MWCNT、Al?O?和CuO与水协同提升光伏热系统性能的研究进展

    摘要： 混合光伏光热系统是将太阳能转化为电能和热能的有效方法。然而，光伏板的高温会显著影响其效率，通过在光伏光热系统中使用纳米流体可将其影响降至最低。本研究通过实验探究了不同纳米颗粒对光伏光热系统的影响。采用超声分散工艺，将Al2O3、CuO和多壁碳纳米管（MWCNT）纳米流体以0、0.5、1、2.5和5（体积%）的不同体积分数与水混合。研究对纳米材料在粘度和密度方面的影响进行了分类。所有测试均在户外实验室环境中进行，用于校准光伏温度、导热系数、电功率、电效率和总效率。此外，还进行了能量分析以评估纳米流体导致的热损失。结果表明，与传统水介质相比，使用纳米流体可提升光伏光热系统的电功率和电效率。其中MWCNT和CuO能使电池温度降低19%。特别值得注意的是，MWCNT、Al2O3和CuO纳米流体使平均电效率较传统光伏组件分别提升了60%、55%和52%，其中MWCNT表现最为优异。实验结果明确显示，引入纳米流体可在不增加系统额外能耗的情况下提高热效率。此外，在光伏光热系统中添加Al2O3、CuO和MWCNT可使?效率显著高于传统光伏?？?。

    关键词： 光伏热系统、太阳能、纳米颗粒、纳米流体、?、混合光伏/热收集器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 气泡流纳米流体驱动的太阳能蒸汽生成

    摘要： 等离子体纳米流体是近期被探索用于促进蒸汽生成的材料，在太阳能热利用领域展现出巨大潜力。然而，等离子体纳米颗粒具有不透明性，且纳米流体需高浓度才能实现高效蒸发，这会导致底层颗粒产生寄生光吸收。本研究在稀薄等离子体纳米流体中引入气泡以增强太阳能水蒸发：动态气泡既作为光散射中心延长入射光路径并放大太阳辐射通量，又提供巨大的气液界面用于水分捕获，同时利用气泡破裂产生的动能促进蒸汽扩散。等离子体加热与气泡流加湿的耦合作用使得在双倍太阳辐射下蒸汽生成率达到0.72 kg m?2 h?1，约为纯水的三倍。通过改变光照强度、纳米流体浓度、气体流速，并测试碳纳米管(CNTs)和磁性Fe3O4纳米颗粒等光热材料的一系列实验验证了该概念。研究表明所有纳米流体均能提升蒸汽生成效率，而气泡流纳米流体可进一步优化性能。本研究为太阳能蒸汽生成的泡状流纳米流体提供了原创性见解，为利用易得原料设计可扩展的太阳能蒸发器奠定了基础。

    关键词： 太阳能、泡状流、等离子体加热、蒸汽生成、纳米流体

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光伏-热（PV/T）技术：应用及其进展的全面综述

    摘要： 过去几十年间，光伏-热系统因其相较于太阳能热利用和光伏应用的显著优势而备受关注。本文旨在阐述光伏-热系统的电学与热学特性，以及集热器结构改进、系统研发与应用方面的研究成果。既往综述文献表明，光伏组件排出的热能可通过多种方式再利用，从而提升系统整体效率。研究还介绍了光伏-热系统的类型（包括空气集热器、水集热器及复合系统）、与热泵的耦合方式及其建筑应用场景。本文进一步探讨了若干设计要素——如通过增设翅片、薄金属板、辊压复合集热器及多孔介质来改进流道结构，以及这些改进对混合系统效率的影响。此外，纳米流体、热电发电机和相变材料等最新技术的应用显著提升了系统综合性能。关于软计算技术在预测多参数对光伏-热系统影响方面的作用，本文亦进行了论述。

    关键词： 相变材料（PCM）、光伏光热组合系统（PV/T combi）、薄金属片（TMS）、纳米流体

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 黄色发光ZnO量子点的浓度依赖性热光特性

    摘要： 本文研究了溶胶-凝胶法合成的ZnO量子点(QDs)的热学特性。采用X射线衍射技术(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析了其结构与形貌特征。通过双光束模式匹配热透镜技术测量了ZnO量子点的热学性质。结果表明纳米流体的热扩散率取决于ZnO量子点的浓度：存在一个最佳浓度值，高于该浓度时热扩散率较基液显著提升，而低于该浓度时热扩散率则下降。通过吸收和发射光谱解释了ZnO量子点纳米流体热扩散率的这种变化规律。

    关键词： 光学性能、氧化锌量子点、热性能、纳米流体

    更新于2025-09-11 14:15:04