Effects of partial shading on thermal stress and exergetic efficiency for a high concentrator photovoltaic
Effects of partial shading on thermal stress and exergetic efficiency for a high concentrator photovoltaic
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局部遮蔽对高聚光光伏发电热应力和火能效率的影响
DOI：
10.1016/j.energy.2023.129818
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发表时间：
2024
期刊：
影响因子：
9
通讯作者：
Cameron W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cameron W
高度集中的光伏系统可以产生比传统光伏板更高的能量产量，但尚未得到广泛部署，部分原因是寿命较短，因此成本效益较低。寿命的一个限制因素是热应力的过度产生。本研究以多目标的方法来校正高度集中的光伏热混合系统。探讨了热应力与火用效率之间的关系和权衡，发现了新奇之处。各种光学配置进行了比较，通过部分遮光的主要光学系统的输入孔径。类似地，通过将太阳能电池的角度改变45°来对接收器进行调整。以减少光溢出。在所有校准过程中，一级和二级光学位置保持不变。通过实验验证聚光器光伏系统的COMSOL模型（包括辐照度分布），进行了彻底的分析。研究发现，在接收器位置发生微小变化后，太阳能电池内的最大热应力可下降近10%，总有效能损失较小（<3.5%）。需要进一步调查其他专业的聚光器photopolics了解热应力的影响范围。
Highly concentrated photovoltaic systems can produce higher energy yields than conventional photovoltaic panels but have yet to reach widespread deployment, partly because of lower lifetime and hence cost effectiveness. One limiting factor in the lifetime is the excessive generation of thermal stress. This study takes a multi-objective approach to the calibration of a highly concentrated photovoltaic thermal hybrid system. Novelty is found by exploring the relationship and trade-off between thermal stress and exergetic efficiency. A variety of optical configurations are compared by partially shading the input aperture of the primary optics. Similarly, adjustments to the receiver are made by changing the angle of the solar cell by 45°. To minimise light spillage. The primary and secondary optic positions stay the same throughout all calibrations.By experimentally validating a COMSOL model of the concentrator photovoltaic system (including irradiance distribution) a thorough analysis is conducted. It was found that the maximum thermal stress within the solar cell in this study could drop by almost 10 % with small losses (<3.5 %) to total exergetic efficiency after only small changes to receiver position. Further investigations into other specialised concentrator photovoltaics are required to understand the range of impact on thermal stress.
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