聚光光伏高能流密度不均匀传热的热管散热器设计与计算.pdf

第39卷第6期
华比电力大学学报
ol.39.Na,6
2012年11月
Journal of North China Eleetric Power University
012
聚光光伏高能流密度不均匀传热的热管
散热器设计与计算
李琦芬,李涛,周致田,叶张波,潘翠翠,潘卫国,朱群志
(上海电力学院能源与环境工程学院,上海200090
摘要:考虑到聚光电池表面的高輻射能流密度,相应的热沉温度分布的不均匀性,以及传统热管散热的局限
性,设计了一种特殊结构形式的热管组以用于聚光电池散热。通过对其进行数值计算,比較了在不同倾角下
热管纽的压力场、速度场、温度场、以及相体积分数的分布情况,并将蒉型热管与普通热管的计算結果相比
校,发现该型热管在预防携带极限和干涠极限的发生方面确实要倪于普通热管。设计的热管在高辐射能涴
密度的条件,消融温度的不均匀性将会起到很好的效果。
关键词:聚光光伏;热管散热器;不均匀传热;数值模拟
中图分类号:TK513文献标识码:A文章编号:1007-2691(2012)06-0094-06
Design and calculation of heat pipe radiator with high heat flux
and nonuniform heat transfer used in concentration PV system
L Qi-fen, LI Tao, ZHOU Zhi-tian, YE Zhang-bo, PAN Cui-cui, PAN Wei-guo, ZHU Qun-zhi
chol of Themal Power and Enio a En eng an ai ve i f e ic Power, Shangai 200090, China
Abstract: Because of the high radiation flux density on the surface of the concentration PV cell, the nonuniform heat
sink temperature distribution, and the cooling limitations of traditional heat pipe, a special structure heat pipe group
used as radiator for concentration Py system was designed in this paper. By numerical calculation, the pressure field
elocity field, temperature field and phase volume fraction distribution under ifferent inclination in the designed heat
pipe group were compared. Compering the calculation result of new type of heat pipe group and ordinary heat pipe, the
designed type of heat pipe group has indeed superior to the ordinary heat pipe in the preventing occurrence of carrying
limit and the dry limit. The designed heat pipe group used in cond tions of high radiation flux density will play a very
good effect in decreasing temperature heterogeneity
Key words concentration PV system; heat pipe radiator; nonuniform heat transfer; numerieal simulalion
匀性,导致光伏发电效率下降?,可冤温度分
布对于电池效率的影响颇大。另ー方面,局部的
光学聚焦会引起局部的温度变化剧烈,对于电池
聚光太阳能系统,通过增加光伏电池组单位安全使用、以及寿命造成影响,表现为受热不均
亩积上辐射的能流密度,从而可以提高单位面积匀而引起的热应力破坏“?,以及不均匀温差引
太阳电池的输出功率。然而在聚光后,太阳能电起的结构变形。因此研究在高辐射能流密度下太
池的褊度却会急剧上升,同时产生温度分布不均阳能电池板高效的、消融不均匀性的散热方式
传热特性很有意义”。
收精日期:2012-04-27
本文通过理论数值计算的方法对聚光散热系
金项目:园家自然科学基金资助项?(50976063);!海科技统传热特性进行研究,由于聚光电池热沉温度分
启明毕计划资助(0890A14034)
布的不均匀性,考虑到传统热管散热的局限性,