土耳其阿爾特溫喬魯大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種新型太陽能模塊冷卻技術(shù)，該技術(shù)首次在研究層面利用了電噴霧冷卻。
該技術(shù)用于電子元件散熱，據(jù)稱冷卻能力強(qiáng)，液體供應(yīng)量小，溫度控制精確。另一個重要優(yōu)勢是噴霧顆粒比機(jī)械霧化器更小，液滴產(chǎn)生更均勻。此外，據(jù)稱與傳統(tǒng)噴霧冷卻相比，該技術(shù)更易于使用且能耗更低。
“電噴霧冷卻是文獻(xiàn)中的一個新主題，特別是用于冷卻處理器的機(jī)電系統(tǒng)，”該研究的主要作者Abdüssamed Kabaku? 告訴《光伏》雜志。“在此研究之前，從未有人研究過它用于冷卻光伏系統(tǒng)。查閱文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，電噴霧冷卻最重要的特點(diǎn)是它可以在低冷卻液流速下進(jìn)行高傳熱，并且比機(jī)械噴霧系統(tǒng)消耗更少的能量。”
研究小組在一塊小面板上進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。“在該面板上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，冷卻效果非常有效，” Kabaku? 補(bǔ)充道。 “然而，這種方法也有一些缺點(diǎn)。由于單個噴嘴噴出的噴霧投影面積較小，因此無法在工業(yè)面板上使用單次噴霧。”
電噴霧冷卻結(jié)合了噴霧冷卻和高壓靜電技術(shù)。它在高溫金屬或金屬涂層表面與不銹鋼噴嘴之間產(chǎn)生電壓。噴嘴提供表面張力低的液體，液體顆粒撞擊熱表面，通過表面的高熱傳遞帶走熱量，從而實(shí)現(xiàn)冷卻。
實(shí)驗(yàn)所用系統(tǒng)以水為冷卻劑，采用灌注泵以恒定流量將制冷劑輸送至不銹鋼噴嘴，太陽能電池板背面覆蓋有 0.016 毫米厚的鋁箔，鋁箔上涂有導(dǎo)熱膏，采用 PCE-PVA 100 太陽能電池組件分析儀評估組件性能，采用 T 型熱電偶測量其工作溫度。
研究人員解釋說： “實(shí)驗(yàn)是在輻射強(qiáng)度為 800、1000 和 1200 W/m 2、電壓為 20 kV 和冷卻液流量為 40-60-80-100-120 ml/h 的條件下進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的，冷卻水溫度與環(huán)境溫度大致保持恒定和穩(wěn)定。”
分析表明，在所有輻照度水平下，面板溫度都會隨著流量的增加而下降。“當(dāng)流量超過 80 ml/h 時，溫度變化沒有顯著變化。80 ml/h 的流量被確定為最佳流量，”該小組強(qiáng)調(diào)。“在 80 ml/h 的流量下，對于 800-1000-1200 W/m 2的輻照度，溫度下降率分別為 0.13、0.14 和 0.15 C/s。”
測量結(jié)果還顯示，太陽能電池組件的產(chǎn)量增加了24.2%至56.5%。
該冷卻技術(shù)在《熱能工程案例研究》發(fā)表的一項(xiàng)研究中被提出，該研究題為“冷卻光伏板的新方法：電噴霧冷卻” 。Kabaku?表示：“在未來的研究中，我們將建立一個具有多個噴嘴的電噴霧系統(tǒng)來冷卻工業(yè)面板，并檢查其冷卻性能。只有在證明了其對工業(yè)面板的可用性之后，才會計(jì)算系統(tǒng)成本。”
