Fotovoltaika ako priama technológia na premenu slnečného žiarenia na elektrickú energiu má významný potenciál na riešenie neustále rastúcich environmentálnych problémov a túžby znížiť používanie fosílnych palív. Tepelná stabilita fotovoltaiky je hlavným problémom pri zvažovaní komercializácie vo veľkom meradle v podmienkach, v ktorých je možná degradácia zariadenia prevádzkou pri vysokej teplote. Materiály s fázovou zmenou (PCM) sú veľmi sľubné pre tepelné riadenie takýchto zariadení kvôli ich vysokému latentnému teplu a vlastným vlastnostiam prenosu tepla. Veľkou výzvou pri aplikácii PCM na fotovoltaiku je však dosiahnutie vysokej hustoty energie pri zachovaní vysokej hustoty výkonu, najmä pri rôznych orientáciách fotovoltaického zariadenia. V tejto práci sú dynamické charakteristiky prenosu tepla kompozitného PCM s vloženou kovovou penou systematicky študované pomocou Boltzmannovho modelu mriežky s pórmi. Zistilo sa, že rýchlosť topenia kompozitných PCM sa v neskoršom štádiu topenia dramaticky znižuje, pričom na dlhý čas zostáva oblasť pevného PCM („mŕtva zóna“). Na vyriešenie tohto problému navrhujeme špeciálnu, nejednotnú štruktúru pre kompozitný PCM, ktorý má inú pórovitosť v mŕtvej zóne ako inde. Rýchlosť tavenia, hustota energie a hustota výkonu kompozitného PCM sa môže výrazne zvýšiť prispôsobením pórovitosti kompozitnej kovovej peny. Napríklad pri Fourierovom čísle 0,30 je hustota energie puzdra s pórovitosťou mŕtvej zóny 0,80 o 6,8 % vyššia ako hustota s pórovitosťou mŕtvej zóny 0,95. Táto práca poskytuje účinnú stratégiu na použitie PCM pre tepelné riadenie fotovoltaiky a pripravuje cestu k optimalizácii možností skladovania energie PCM za rôznych pracovných podmienok.
Čas odoslania: 25. januára 2022

