多孔蛭石含湿蒸发对光伏板降温及发电效率的影响

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近年来化石能源枯竭,全球大力发展新能源,国家重点推动新能源项目发展,中国新能源市场大规模增大,光伏发电作为其中的重要一员,降低其发电温度提升其发电效率具有重要意义。多孔蛭石是一种无机多孔材料,具有重量轻,保水性高、干燥状态导热系数小等特点,主要用在园艺工作中;多孔沸石是一种无机多孔材料,又称分子筛,自身具有良好的吸水性,实验中多用作复合盐材料基质。本文通过实验制备了蛭石、沸石与氯化钙、氯化镁、硫酸镁三种无机盐复合物,并对比其吸放湿性能,并从中选出具有最佳吸放湿性能的多孔蛭石氯化钙复合物作为降温材料,并根据蛭石蓄水性能选择蓄水多孔蛭石作为降温材料,并对两种材料对光伏板降温与发电效率的影响进行了研究。论文的主要工作与结论如下:首先是材料筛选与准备(1)采用模拟光伏板工作环境的温湿度条件,常温常压下制备不同浓度的复合材料,对比模拟条件下各复合物吸放湿性能的强弱,选出最具吸放湿性能的材料多孔蛭石氯化钙,同时发现硫酸镁不适合应用于低温条件下进行吸放湿降温实验。(2)比较不同粒径蛭石复合物吸放湿能力的差距,发现4目粒径多孔蛭石具有最佳吸放湿能力(3)比较不同粒径蛭石的蓄水能力,发现10目粒径具有最大蓄水能力。(4)选择不同浓度下吸放湿能力最佳的复合物绘制30℃等温吸湿曲线,发现蛭石-无机盐复合物均比沸石及其复合物具有优势,其中蛭石-氯化钙效果最好,蛭石-氯化镁次之。其次是构件的制作,首先利用光伏板自身的空巢填入降温材料,并选用定制的多孔铝板进行固定,保证降温材料与光伏板紧密贴合,同时不占用空间,影响光伏板安装。最后是在真实环境条件下,测试了降温材料对光伏板降温及发电效率影响,研究结果表明:(1)8目粒径多孔含盐蛭石对光伏板降温与发电效率的优化效果不显著(2)8目粒径多孔含水蛭石对光伏板具有降温效果,与自然通风状态下的空白光伏相比,其发电效率可提升2.5%,温度降低可达6.8℃(3)15min浸泡处理的8目粒径蛭石可在光伏工作中实现有效蒸发降温,其持续蒸发可达3天以上,仅在第一天实现发电效率的提升(4)与纯含水蛭石降温相比,含水蛭石与喷淋系统的结合降温的光伏发电效率提升了8.2%,其主要原因在于多孔含水蛭石增大了蛭石的导热系数,加快了光伏板与蛭石之间的热量传递,且含水多孔蛭石具有更多可蒸发水量。
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