聚光时提高太阳电池效率的实验研究

为了能够更有效地提高聚光条件下太阳电池的转换效率,在重力热管和温差发电模块的基础上,建立了一种通过利用热管的高效传热性能和良好的均温性导出电池板的热量,同时利用温差发电模块将太阳电池板的余热转化为电能的新型太阳电池冷却系统,并且分别对三种不同冷却方式下三接面砷化镓电池板的性能进行了实验研究。实验结果表明,与"热管"冷却技术、不冷却技术相比,"热管+温差发电"冷却技术综合利用了光伏与光热发电技术,有效地降低了太阳电池的温度,较好地提高了电池板转换效率,并且使电池板的转换效率高达32%。     

一种多功能光伏发电系统的可行性研究

通过在光伏组件的背面连接了一个热电转换模块,形成一个光伏-热电混合模块,从而将光伏组件工作过程中产生的废热转换成电能的同时又降低了光伏组件的温度,进而提高了光电转换效率。将光伏-热电模块与百叶有效结合,从而实现了室内采光、通风及节约空间等多种功能。同时,为了提高光伏组件的入射太阳辐射,引入了可调节的抛物型双面聚焦板,减少了太阳能电池板的面积,从而减少了太阳能发电的成本。     

太阳能光电–热一体化与热泵耦合系统的热力性能实验研究

太阳能光电?热一体化(solar photovoltaic-thermal hybrid,PV-T)系统产生的热水的温度通常达不到生活所需的水温,如果和热泵联合工作,则可以提供较高温度的热水,系统的实用性明显提高。理论上在PV-T提供的热能与热泵吸收的热能相等时,PV-T与热泵能很好的匹配耦合,在此基础上建立了PV-T与热泵耦合的热力分析模型。结合热管式PV-T系统实验装置和热泵实验装置进行测试的实验数据,对该耦合系统的热力性能进行分析,基于两种不同算法,得出了匹配情况下PV-T耦合热泵系统的COP,实验还得出PV-T系统的火用效率为0.08左右,热泵的火用效率为0.38左右,匹配情况下耦合系统的火用效率为0.05左右,该PV-T耦合热泵系统有较好的节能效果。文中对系统提出了节能建议。该研究结果为PV-T与热泵耦合工作的应用及其系统参数的选用提供理论依据。     

聚光和冷却条件下砷化镓电池特性研究

为了能够更有效地提高太阳能综合利用效率,首先建立了在聚光条件下能够反映砷化镓光伏电池热、电特性的模型,然后利用该模型对电池的输出特性进行计算,根据计算结果分析了传热过程中的冷却热阻对电池温度、光学转换效率以及电能输出功率的影响。实验研究了砷化镓电池阵列的I-U曲线、填充因子FF以及转换效率h随聚光比的改变而改变的变化情况;同时也从实验角度探讨了电池工作温度对FF、h和最大输出功率Pm的影响。该研究为聚光和冷却条件下的光伏电池热电联供PV/T系统的设计与优化提供了依据。     

半透明钙钛矿电池电/热复合系统仿真分析

钙钛矿太阳电池因其高转换效率、低成本被认为是最有潜力的光伏发电技术。设计了基于半透明钙钛矿电池电/热(PV/CT)复合系统,利用半透明钙钛矿太阳电池(ST-PSCs)实现太阳能高效低成本转化以及主动分频功能;同时,利用真空管集热技术高效回收电池无法利用的能量,实现光热综合利用。建立半透明钙钛矿太阳电池性能仿真模型和集热系统仿真模型。对影响系统性能的电池结构参数、聚光倍数等因素进行仔细分析。结果显示:标准光照条件下(AM1.5),吸收层厚度为200 nm时,半透明钙钛矿电池的平均透过率为42%,太阳能光电转换效率为15.7%,热效率为39.6%,其综合效率可达55%,该系统可大幅提高太阳能综合利用效率。     

CPC型光伏／光热装置测控系统设计与实现

针对太阳能光伏光热综合利用技术中如何有效协调光热效率和光电效率的问题，开发一种以iFIX为支撑平台的CPC型光伏／光热装置测控系统。开发友好人机画面实时监测现场装置的主要运行参数，并手／自动调节入口水工质流量，对光伏电池板进行有效散热降温以及输出稳定温度的水工质，提高装置的光电效率和光热效率，从而达到高效的太阳能热电联用目的。     

太阳能光伏电池冷却技术研究

认为就目前的技术而言,温度是影响太阳能电池转换效率的重要因素之一.结合近年来国内外相关研究成果,对比分析了几种现有的太阳能电池板冷却技术,认为PV/T集热冷却技术具有十分诱人前景.特别是与建筑相结合后有着常规技术不可比拟的优势;而新型冷却技术中热管技术有较好的发展前景.     

电热协同作用下太阳能热电联供系统输出特性分析

根据光伏/光热(PV/T)系统的能量平衡和能量转换原理,建立了PV/T系统的热电模型,针对PV/T系统的热电效率、电池板温度间的耦合问题,通过MATLAB迭代求解法,解决了PV/T系统中热电参数耦合求解问题,得到了PV/T系统的效率曲线,分析计算了系统组件长度和工质流速等参数对性能曲线的影响;同时,针对PV/T系统与普通光伏组件进行了实验研究,试验测试了两系统的电压、电流、功率、板背温度等特性参数,并与仿真结果进行了对比。     

槽式太阳能热管接收器萘热虹吸管性能的研究

根据槽式太阳能热管接收器的工作特点,建立了用于模拟槽式太阳能热管接收器工作条件的半壁加热试验系统,对30%充液量的萘热虹吸管在不同倾角(4°与8°)、不同受热方式(下半壁受热与侧半壁受热)及不同管内蒸汽温度(250℃,300℃,350℃和380℃)条件下进行试验,热管传输功率满足设计要求,具有较好的传热性能。与传统接收器相比,使用热虹吸管为传热元件的热管接收器产生的周向温差将更小,可避免因周向温差过大引起的接收器破坏失效。     

复合抛物面聚光器–光伏/光热与燃煤发电机组联合供能系统性能分析

设计出独立双层流道式和回路双层流道式结构的水冷式复合抛物面聚光器?光伏/光热(CPC-PV/T)电热联用装置,分析比较2种装置的特征,CPC-PV/T集热单元之间采用蛇形对冲式连接方式;提出将多个CPC-PV/T电热联用装置并联连接组成的CPC-PV/T预热系统辅助加热燃煤机组凝结水,以及作为扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统(VEESG)辅助燃煤机组联合热发电的预热段2种集成方式,针对2种集成方式研究其集成机制。结果表明,联合发电系统机组热经济性随CPC-PV/T进水流量的增加成线性递增趋势;其出水温度可达90℃以上,在一定进水流量范围内,CPC-PV/T热效率随进水流量的增加而降低,随辐射强度的增强而提高;CPC-PV/T电效率随进水流量的增加呈波形递增趋势,其平均电效率、热效率分别在13.4%、42%左右。与独立的光伏或光热系统相比,CPC-PV/T占地面积小、太阳能利用率高。     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

火力发电干湿联合冷却系统性能实验研究

火力发电干湿联合冷却兼具湿冷散热能力大和空冷节水的优势,同时,还可依据机组负荷条件和电厂的环境气象条件变化,调节不同的冷却方式,使机组具有更好的灵活性和环境适应性。为掌握火力发电干湿联合冷却性能,在干冷段和湿冷段并联和串联运行2种模式下,建立联合冷却系统实验台;开展不同运行条件下,联合冷却系统干冷段和湿冷段热负荷分配的实验研究,以及不同运行模式下耗水量与冷却能力的变化规律;采用单变量分析法,研究环境温度、环境湿度等因素对联合循环系统性能的影响。结果表明,环境湿度升高后,系统不同运行模式受到循环水蒸发速率下降的影响,散热量、耗水量有所降低;得到环境温度升高所导致的散热量随系统换热温差减小的定量结果;揭示出耗水量随着湿冷段和干冷段热负荷分配比例的变化规律。研究结果为不同气象条件下,干湿联合冷却系统运行模式和热负荷分配比例的优化提供了实验基础。     

先进太阳能热动力发电系统热管吸热器空穴热性能分析

通过对先进太阳能热动力发电系统单元热管吸热器进行研究,建立了相应的数学模型,给出了数值解法,运用计算流体力学软件对其进行了数值计算,得出单元管上蓄热容器的温度场,对其空穴热性能进行了分析,并将计算结果同国外相关实验结果进行了比较。计算结果表明,日照期内,靠近容器两侧壁的PCM（phase change material）首先熔化,并逐渐沿轴向向内推进,由于空穴热阻远大于容器侧壁热阻,因此容器侧壁在整个PCM容器的换热过程中发挥了重要作用;阴影期内,容器中的温度分布都是从中心到外部降低,空穴的存在使得容器的蓄热能力降低,有空穴时容器各处的温度较低。空穴的存在影响着PCM相变的进程,PCM区温度梯度有空穴较无空穴时显著得多,可能导致该处热应力过大,从而降低其使用寿命。     

基于热管散热的LED器件封装热分析

大功率发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)结点温度的高低汽接影响到LED的寿命和可靠性,故保持LED结温在允许的范围内,是大功率LED封装和应用必须解决的核心问题.提出将扁平热管应用在大功率LED的散热上;比较了扁平热管和铜板两种散热方式下 LED的结点温度和热阻的热特性.研究结果表明,在输入功率为3 W时,热管冷却LED的结点温度为52℃,而铜板冷却LED的结点温度为83℃,对应的系统总热阻分别为8.8 K/W和19K/W.由此证明,在大功率条件下,热管的散热能力明显优于传统的铜板散热.     

高温热管太阳能接收器的可靠性比较

接收器是碟式太阳能热发电系统的核心部件,为太阳能/电能的转换提供吸热传热功能。介绍了几种高温热管接收器的结构,针对高温太阳能热利用的特点,提出了高温热管太阳能接收器的可靠性评估模型,比较组合式高温热管接收器与典型高温热管接收器的可靠性和寿命。结果表明:在热管单体故障率相同的情况下,组合式高温热管接收器具有更高的可靠性,因此具有更长的使用寿命,可以适应碟式太阳能热发电系统的运行需求。     

Review of cooling technologies for computer products

This paper provides a broad review of the cooling technologies for computer products from desktop computers to large servers. For many years cooling technology has played a key role in enabling and facilitating the packaging and performance improvements in each new generation of computers. The role of internal and external thermal resistance in module level cooling is discussed in terms of heat removal from chips and module and examples are cited. The use of air-cooled heat sinks and liquid-cooled cold plates to improve module cooling is addressed. Immersion cooling as a scheme to accommodate high heat flux at the chip level is also discussed. Cooling at the system level is discussed in terms of air, hybrid, liquid, and refrigeration-cooled systems. The growing problem of data center thermal management is also considered. The paper concludes with a discussion of future challenges related to computer cooling technology.     

锂电池组动态热模型在混合动力汽车中的应用

锂离子电池热模型对于电池单体和热管理系统的设计有着重要的意义,研究串并联组合的锂离子电池组在混合动力汽车系统中的性能和寿命,提出面向控制的电池组动态热模型,该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时估计电池组中各单体电池的运行温度。实验利用18650型锂离子电池单体,实现3并3串和3串3并形式的电池组循环充放电,得到单体电池温度分布曲线。仿真比较结果表明,提出的电池组热模型具有较高的估计精度,满足混合动力汽车的热管理系统的设计要求。     

A Fourier transform technique for calculating cable and pipetemperatures for periodic and transient conditions

An underground pipe-type cable system is represented by a thermal impedance network. A ladder network of resistances/capacitances represents the cable out to the outer surface of the pipe. The earth, adjacent pipe-type cables, and cable images are modeled by a frequency dependent thermal impedance found by solving the heat transfer differential equation. The heat input to the system is conductor I² R loss. The heat input can be a periodic signal or a transient of up to 300 h. A fast Fourier transform (FFT) is used to obtain heat input in the frequency domain. The frequency domain thermal input at the conductor is divided by the thermal admittance seen by the conductor and an inverse FFT is used to obtain conductor temperature as a function of time. A similar procedure obtains shield and pipe temperature. Iteration is used to model conductor electrical resistance change with temperature. The ambient temperature and temperature due to dielectric loss is added in to obtain final values     

高效冷凝铜管传热特性实验研究

采用高精度单管试验台对长度为2m的Φ19.05高效冷凝管进行测试,分析冷凝温度、进口过热度、进口水温、水流量对冷凝铜管换热特性的影响,绘制传热特性曲线,为改进空调设计提供数据支撑,通过提高铜管工作效率降低空调生产成本。     

LED照明散热技术现状及进展

对当前大功率发光二极管(LED)照明散热技术的现状进行了介绍。针对LED照明热源的特点,开发了一系列具有特殊翅片结构的热管换热器,并对不同工况下各种热管的散热能力进行了测试,测试结果表明,所研发的新型热管换热器散热能力比普通热管换热器有明显提高,结构更加紧凑,其中,外翻形翅片结构的热管换热器散热能力最好,可为LED照明散热技术的发展和研究提供参考。