基于聚光太阳能电池冷却的微射流热沉传热性能数值研究

作者：常学鹏; 孙健^*; 毛春林; 全俊威; 杜海权; 罗萍

来源：热科学与技术, 2021, 20(03): 230-237.

DOI：10.13738/j.issn.1671-8097.019248

• 聚光太阳能电池
• 微射流热沉
• 回流通道
• 数值模拟

针对高倍聚光比下太阳能电池的热致失效问题,设计了一种带有回流结构的矩阵式微射流热沉。建立了热沉的三维物理和数学模型。并采用计算流体力学(CFD)软件对其进行了数值模拟,研究了回流通道数目、回流孔分布位置、射流高径比等因素对微射流热沉传热和流动特性及热有效性的影响。结果表明:在稳态条件下,回流孔数为49个结构的热沉性能比回流孔数为25个的热沉换热性能要好;当回流孔数目不变时,射流高径比(H/d)越小的热沉换热性能较好;被冷却表面平均温度随气体射流雷诺数增大而降低;系统压损随着射流雷诺数的增大不断增大;射流雷诺数大于5 000以后,压损急剧增加。对于回流孔数为49个的热沉,当运行参数4 600≤Rea≤6 663,换热面热流密度为4.22 W/cm2时,在不同的射流高径比下对比,H/d=4时换热性能最好。

• 单位
  景德镇陶瓷大学