独立光伏板被动冷却方法的分析与优化：狭缝的引入

摘要： 与市售硅基光伏技术相关的主要问题之一，是由光伏组件相对较高的运行温度导致的性能下降。对光伏组件进行适当冷却可减少性能退化并延长传统光伏组件的使用寿命。本文研究了通过引入光伏组件表面开缝结构来改进市售硅基光伏组件的架构，从而实现光伏组件的被动冷却。我们采用数值方法研究了两种不同开缝布局，并进行了优化分析。所建立的数值模型源自经过实验验证的参考模型。针对每种工况，我们进行了详细的流场和热分析，包括针对最小平均电池温度的优化研究。所考察的开缝类型根据开缝方向分为两类：平行于光伏组件倾斜轴（A型）和垂直于光伏组件倾斜轴（B型）。两种情况下，为研究不同开缝尺寸和所有风向的影响，都需要约100次CFD模拟才能完成详细分析和优化。总体而言，采用所研究的开缝改进方案可使平均电池温度降低达3°C，但该改进方案的冷却效果仅在风速不超过5 m/s时具有实际意义。