太陽能光伏電池冷卻散熱技術(shù)研究進展

朱麗，陳薩如拉，楊洋，孫勇，張吉強，李建

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太陽能光伏電池冷卻散熱技術(shù)研究進展

朱麗，陳薩如拉，楊洋，孫勇，張吉強，李建

（天津大學(xué)建筑學(xué)院，天津300072）

當(dāng)前世界能源形勢日趨緊張，太陽能作為重要的可再生能源之一，其開發(fā)利用和能效提升對于國民經(jīng)濟和能源安全尤為重要，而太陽能光伏板的溫度提升是影響能效和使用壽命的重要因素。本文對近年來風(fēng)冷和水冷等傳統(tǒng)平板光伏冷卻的研究進展進行了總結(jié)和分類，同時對蒸發(fā)冷卻、熱電冷卻、輻射冷卻、相變材料冷卻等新型平板光伏散熱方式進行了梳理和分析。此外，文中引入了傳熱熱阻的概念，通過計算以上6種冷卻散熱技術(shù)具體應(yīng)用的熱阻或光伏板與環(huán)境溫度之間的溫差，從熱阻的角度重點分析了采用上述6種冷卻方式對光伏板產(chǎn)生的冷卻效果，同時從能效提升及運行溫度等方面對比分析了不同冷卻方式的優(yōu)點和不足，以期為太陽能光伏電池冷卻散熱技術(shù)的進一步研究與優(yōu)化提供相關(guān)參考和借鑒。

太陽能；光伏；熱阻；冷卻方式；效率

由肖克利-奎伊瑟極限可知，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，單結(jié)光伏電池的理論最高轉(zhuǎn)化效率為33.7%[1]。多結(jié)光伏電池的效率相比單結(jié)光伏電池的效率要高出許多，理論上其最高轉(zhuǎn)化效率超過了60%[2-3]。而根據(jù)Progress in Photovoltic：Research and Applications期刊公布的2016年最新一期全球太陽能光伏電池最佳效率匯總表，美國國家可再生能源實驗室（NREL）已將五結(jié)光伏電池的轉(zhuǎn)化效率在標(biāo)準(zhǔn)工況下提升到了38.8%左右[4]。……