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【文献笔记】文献综述类:基于纳米流体的光伏光热系统综述
日期:2020-10-28   [复制链接]
责任编辑:sy_zhaomeng 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
纳米流体

随着纳米材料技术的不断发展,集热材料有了很好的改善与提高,纳米颗粒的小尺寸效应、量子效应、大比表面积效应,以及界面原子排列和键组态的无规则特性,使得纳米颗粒的光学特性发生了较大的变化,具备了特殊的光吸收能力。

由于纳米流体中纳米颗粒具有小体积特性,容易储存大量的热量,表现出不同于基液的辐射吸收特性和传热特性,从而能有效提高集热效率。因此将纳米颗粒分散于基液中形成的纳米流体,具有优异的光谱吸收和热量传输性能。

纳米流体基PVT系统

国内研究者主要将纳米流体用于直接吸收式太阳能集热系统中,以提高集热器的光吸收性能。郑兆志等人实验研究了多壁碳纳米管-水(MWCNT/H2O)纳米流体的光学及光热特性。结果表明:纳米流体的透射率明显低于水的,并且纳米流体的透射率随着粒子质量分数的增加而降低。质量分数为0.02%的纳米流体最高温度比水提高了31.87%,集热量比水增加了54.14%。

屈健等人进一步研究了“MWCNT/H2O”纳米流体在不同静置时间和加热次数情况下的光吸收特性。

Fayaz等人通过数值模拟和实验评估“MWCNT/H2O”纳米流体操作的PVT系统的性能。对于纳米流体120L/h的流速的PVT系统,观察到数值上的热效率为约81.24%,实验上为79.1%。研究发现,纳米流体的透射率随着静置时间的增加而下降,加热作用有利于降低纳米流体的透射率,从而增强光的吸收性能。

而对于纳米颗粒在PVT混合系统中的研究,Sardarabadi等人实验了“SiO2/H2O”纳米流体作为冷却剂的光伏光热系统的性能,研究发现质量分数为1%和3%纳米颗粒的整体能量转换效率分别提高了3.6%和7.9%。
同样,李华峰等人结合Mie与Rayleigh理论对SiO2纳米流体在不同波段太阳辐射的吸收情况进行了理论与实验研究,同时对水基SiO2纳米流体 PVT系统性能进行了实验测试。结果表明:水基SiO2纳米流体对光电可用辐射有高透过性,对低频辐射有高吸收性,实现了很好的分频效果,且系统总效率可达75%以上。

Mohammad等人从能量和火用的角度对金属氧化物/水(Al2O3, TiO2 和 ZnO)纳米流体作为冷却系统在PVT系统中的应用进行实验研究。结果表明:与单一PV系统相比,PVT /水,PVT/TiO2,PVT/Al2O3和PVT/ZnO的总体火用效率分别提高了12.34%,15.93%,18.27%和15.45%。

Al-Waeli等人研究了以水和SiC纳米粒子组成的纳米流体为工质的PVT系统性能。结果表明,与单独的光伏系统相比,PVT纳米流体系统具有更高的总效率,约为88.9%。

以上主要是基于单层纳米流体的PVT系统,而为了进一步提高PVT系统的综合效率,部分研究者对基于双层纳米流体的PVT系统进行了实验研究。

原标题:【文献笔记】文献综述类:基于纳米流体的光伏光热系统综述
 
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来源:科研探子
 
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