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

• 批准号: 17H00321
• 负责人: 庄司 洋一
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: 山形県立村山産業高等学校
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00321/
• 关键词: 太陽電池モジュール; 沸騰熱伝達; 変換効率

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.

这项研究旨在通过使用沸腾的传热来提高转化效率。模块的冷却阻止了通过接收阳光，保持温度恒定并防止损坏的太阳能电池的温度升高，例如由于热应力而在模块内部进行微灌溉。此外，人们相信这将导致解决集中太阳能发电的热处理问题，目前正在研究。在这项研究中，我们提出了一种使用沸点为55.5°C的工作流体作为制冷剂的冷却方法，并使用带有静电力的工作流体使用静态电压将工作流体粘附在垂直平板上，并使用静态电压将其粘附在垂直平板上。当两个具有不同介电常数的介质存在于平行板电极之间的界面上时，实验方法是，当电极之间使用均匀的电场时，当电极施加均匀的电场时，从具有小介电常数的介质中绘制具有较大介电常数的介质。将T型热电偶用于实验模块，并将温度记录在数据记录仪上。热导向油脂用于使冷却装置粘附在实验模块的背面。冷却装置由两块不锈钢和一个透明电极组成，并将高直流电压应用于透明电极和中间不锈钢以产生静电电压。这会导致工作流体移至传热表面并填充，而散热部分成为一个空间。通过传热表面变化的工作流体变化阶段，并移至散热段，冷凝并返回到液体，然后移至冷却装置的底部。使用太阳能模拟器来测量模块的转化效率，并且模拟器具有较高的近似光谱特性AM1.5G，在±25％（A级A级）内，光谱c8912，8933的近似兼容性在±25％（级A级）以内（级别B）（级别B），较小（B级B），时间差异较小，时间为时间变量。研究结果的结果，我们研究了一种促进沸腾传热的方法，该方法利用了将电场施加到制冷剂时产生的静电电压，并通过将直流电场施加到垂直平板上，从而产生静态电压力，从而通过与平板的亲密接触来冷却燃烧剂。

项目成果

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）