A fotovoltaikus energia, mint a napfény elektromos árammá alakítására szolgáló közvetlen technológia, jelentős potenciállal rendelkezik az egyre növekvő környezeti problémák és a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésére irányuló törekvések kezelésére. A fotovoltaikus elemek hőstabilitása nagy aggodalomra ad okot, ha nagy léptékű kereskedelmi forgalomba hozatalt fontolgatunk olyan körülmények között, amelyekben az eszköz magas hőmérsékletű működés miatti leromlása lehetséges. A fázisváltó anyagok (PCM-ek) rendkívül ígéretesek az ilyen eszközök hőkezelésében, magas látens hőjük és belső hőátadási tulajdonságaik miatt. A PCM-ek napelemekre történő alkalmazása során azonban nagy kihívást jelent a nagy energiasűrűség elérése a nagy teljesítménysűrűség fenntartása mellett, különösen a fotovoltaikus eszköz eltérő tájolása esetén. Ebben a munkában a beágyazott fémhabbal ellátott kompozit PCM dinamikus hőátadási jellemzőit szisztematikusan tanulmányozzuk egy pórusméretű rácsos Boltzmann-modell segítségével. Megállapítást nyert, hogy a kompozit PCM-ek olvadási sebessége drámaian csökken a késői olvadási szakaszban, így hosszú időre megmarad egy szilárd PCM-régió („holt zóna”). A probléma megoldására egy speciális, nem egységes szerkezetet javasolunk a kompozit PCM-hez, amelynek a holt zónában más a porozitása, mint máshol. A kompozit PCM olvadási sebessége, energiasűrűsége és teljesítménysűrűsége jelentősen növelhető a kompozit fémhab porozitásának testreszabásával. Például 0,30 Fourier-szám mellett egy 0,80 holtzóna porozitású tok energiasűrűsége 6,8%-kal nagyobb, mint a 0,95 holtzóna porozitású eseté. Ez a munka hatékony stratégiát kínál a PCM-ek fotovoltaikus hőkezelésre történő alkalmazására, és utat nyit a PCM-ek energiatárolási képességeinek optimalizálásához különböző munkakörülmények között.
Feladás időpontja: 2022. január 25

