沸騰熱伝達を利用した太陽電池モジュール冷却による変換効率の改善

利用沸腾传热冷却太阳能电池模块,提高转换效率

基本信息

  • 批准号:
    17H00321
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.35万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は, 沸騰熱伝達を利用した太陽電池モジュール冷却による変換効率の改善を目的とした. モジュールの冷却により太陽光を受けて発電している太陽電池セルの温度の上昇を防ぎ, 一定の温度状態を保持し続け, モジュールの温度上昇による変換効率の低下と熱応力によるモジュール内部のマイクロクラッシュなどの破損を防ぐことができる. また, 研究が進んでいる集光型太陽光発電の熱処理の問題の解決につながると考える.本研究では, 沸点が55.5[℃]である作動流体を冷媒として用いて, 静電圧力により作動流体を垂直平板に密着させ沸騰熱伝達による冷却方法を提案する. 静電圧力とは, 平行平板電極間に誘電率の異なる2つの媒体が界面を成して存在している時, 電極間に一様電界を印可すると誘電率の大きい媒体から小さい媒体へ引き込まれる現象である実験の方法は, 実験用モジュールにT型熱電対を使用し, 温度はデータロガーに記録した. 実験用モジュールの裏面に冷却装置を密着させるために熱伝導グリースを使用した. 冷却装置はステンレス2枚と透明電極1枚で構成され, 透明電極と中間部ステンレスに直流高電圧を印可し静電圧力を発生させる. これにより作動流体が伝熱面に移動し充填され, 放熱部は空間となる. 伝熱面で加熱された作動流体は相変化し放熱部へ移動し凝縮され液体に戻り, 冷却装置の下部に移動する. モジュールの変換効率を測定するためにソーラシミュレータを使用し, シミュレータはAM1.5Gに高近似な分光特性, スペクトル合致度JIS C8912, 8933に対して合致度±25[%]以内(等級A), 照度分布±3[%]未満(等級B), 時間変動率<±2[%]未満(等級A)を使用した.研究成果として, 冷媒に電界を印加する時に発現する静電圧力を利用する沸騰熱伝達促進法を検討した結果, 垂直平板に直流の電界を印可することにより静電圧力を発生させ, 冷媒を平板に密着させ冷却することができた.
The purpose of this study is to improve the efficiency of solar cell cooling by using boiling heat transfer. The solar cell is cooled to prevent the solar cell from increasing in temperature due to solar radiation, maintaining a constant temperature state, reducing the conversion efficiency due to the increase in temperature due to thermal stress, and preventing damage to the solar cell interior. Research on the solution of heat treatment problem of concentrated sunlight emission. In this study, a cooling method for the actuation fluid with boiling point of 55.5[℃] was proposed. Electrostatic voltage and dielectric interface between parallel plate electrodes are different. When the dielectric interface exists, the dielectric interface between electrodes can be printed. When the dielectric interface is large or small, the dielectric interface can be recorded. The cooling device inside the tank is tightly attached to the tank. The cooling device consists of two transparent electrodes and one transparent electrode. The transparent electrode and the middle part of the cooling device can generate DC high voltage and electrostatic voltage. The actuating fluid moves along the heat transfer surface and fills the heat release space. The heating surface moves the actuating fluid, the heat radiating part moves the condensing fluid, and the cooling device moves the lower part. For the measurement of the spectral conversion rate, the spectral characteristics are highly approximate to AM1.5G, and the spectral conversion rate is within ±25[%] of JIS C8912, 8933 (Class A), the illuminance distribution is ±3[%], and the temporal conversion rate is <±2[%]. The results of this research are as follows: the electrostatic pressure generated in the freon field can be generated by boiling heat transfer promotion method, and the electrostatic pressure generated in the vertical plate can be generated by heating the freon field.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
〇発表 著者名(庄司洋一) 発表表題(沸騰熱伝達による太陽電池モジュールの温度マネジメント) 発表会名(山形大学大学院修士論文公聴会) 発表年月日(2018年2月15日)発表場所(山形大学)
〇演讲作者姓名(正司阳一) 演讲标题(利用沸腾传热的太阳能电池模块的温度管理) 演讲名称(山形大学研究生院硕士论文出版物) 演讲日期(2018 年 2 月 15 日) 演讲地点(山形大学)
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    0
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庄司 洋一其他文献

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