Solceller, som en direkt teknik för att omvandla solljus till elektricitet, har betydande potential att hantera ständigt ökande miljöproblem och önskan att minska användningen av fossila bränslen. Termisk stabilitet för solceller är av stor oro när man överväger storskalig kommersialisering under förhållanden där anordningsnedbrytning genom drift vid hög temperatur är möjlig. Fasförändringsmaterial (PCM) är mycket lovande för termisk hantering av sådana enheter på grund av deras höga latenta värme och inneboende värmeöverföringsegenskaper. En stor utmaning med att applicera PCM på solceller är dock att uppnå hög energitäthet samtidigt som hög effekttäthet bibehålls, särskilt med olika orienteringar av solcellsanordningen. I detta arbete studeras de dynamiska värmeöverföringsegenskaperna hos en komposit PCM med inbäddat metallskum systematiskt av en Boltzmann-modell med porskala. Det har visat sig att smälthastigheten för komposit-PCM minskar dramatiskt vid sen smältning, vilket lämnar ett område med fast PCM ("död zon") under lång tid. För att lösa detta problem föreslår vi en speciell, olikformig struktur för komposit-PCM som har en annan porositet i den döda zonen än någon annanstans. Smälthastigheten, energitätheten och effekttätheten för komposit-PCM kan avsevärt förbättras genom att skräddarsy porositeten hos kompositmetallskummet. Till exempel, vid ett Fouriertal på 0,30, är energitätheten för ett fall med en dödzonsporositet på 0,80 6,8 % högre än den med en dödzonsporositet på 0,95. Detta arbete ger en effektiv strategi för att tillämpa PCM:er för termisk hantering av solceller och banar väg för att optimera energilagringskapaciteten hos PCM:er under olika arbetsförhållanden.
Posttid: 2022-jan-25

