中高倍聚光條件下液浸接收器的傳熱分析與數(shù)值研究.pdf

1、中高倍聚光條件下液浸接收器的傳熱分析中高倍聚光條件下液浸接收器的傳熱分析與數(shù)值研究與數(shù)值研究HeatTransferAnalysisNumericalSimlationonLiquidimmersionSolarReceiverinMediumHighCPVSystems學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：向海軍指導(dǎo)教師：王一平教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年六月摘要針對目前絕大多數(shù)聚光光伏（CPV）系統(tǒng)存在著散熱不足的問題，提出采用高效的液浸冷卻

2、技術(shù)對CPV系統(tǒng)進(jìn)行散熱，以提高CPV系統(tǒng)的發(fā)電效率。本文分別對中倍和高倍聚光條件下液浸CPV系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究。建立了中倍平面鏡線性CPV系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)考察了在11.7suns聚光光強(qiáng)下，研究了冬夏季工況下液浸電池組件的傳熱特性和電特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在DNI為910Wm2，流體進(jìn)口溫度為8.2℃、流率為0.544Ls時(shí)，電池組件最高溫度不超過16.5℃，溫度不均勻性不超過3℃；流體進(jìn)口流率為1.08Ls時(shí)，電池組件與流體的對

3、流傳熱系數(shù)可達(dá)到750W(m2K)；電池組件的平均溫度與流體進(jìn)口溫度基本呈線性增加的關(guān)系。DNI在950Wm2左右、風(fēng)速在1ms左右、電池溫度變化范圍在12.318.7℃時(shí)，電池的輸出功率穩(wěn)定在20W左右，電池開路電壓溫度系數(shù)為9.7mV℃；電池組件在液浸條件下的電性能未出現(xiàn)明顯衰減。為進(jìn)一步給高效線性液浸CPV系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，建立了線性液浸接收器的三維幾何模型和數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)果表明：隨流體進(jìn)口溫度的升高，電池組件的溫度呈線性增加的

4、關(guān)系，而進(jìn)口溫度對電池的溫度分布基本不產(chǎn)生影響；進(jìn)口速度增大，電池組件溫度降低，分布更加均勻；減小電池組件到接收器進(jìn)口處的距離有利于提高組件的傳熱性能；同樣流量下接收器流道高度越小，其傳熱性能越好，但流道高度越小接收器進(jìn)出口壓將越大，選用高度為10mm的接收器為宜。為進(jìn)一步了解液浸在高倍CPV系統(tǒng)的散熱能力，以及深入了解液浸冷卻的微觀流體流動與傳熱規(guī)律，對250X蝶式CPV系統(tǒng)中無翅片和有翅片的圓柱形液浸接收器的傳熱性能進(jìn)行數(shù)值模擬。模