Solceller, som en direkte teknologi til at omdanne sollys til elektricitet, har et betydeligt potentiale til at håndtere stadigt stigende miljøproblemer og ønsket om at reducere brugen af fossile brændstoffer. Termisk stabilitet af solceller er af stor bekymring, når man overvejer kommercialisering i stor skala under forhold, hvor enhedens nedbrydning ved højtemperaturdrift er mulig. Faseændringsmaterialer (PCM'er) er meget lovende til termisk styring af sådanne enheder på grund af deres høje latente varme og iboende varmeoverførselsegenskaber. En stor udfordring ved at anvende PCM'er til solcelleanlæg er imidlertid at opnå høj energitæthed og samtidig opretholde høj effekttæthed, især med forskellige orienteringer af solcelleanlægget. I dette arbejde studeres de dynamiske varmeoverførselskarakteristika for en komposit PCM med indlejret metalskum systematisk af en Boltzmann-gittermodel i poreskala. Det har vist sig, at smeltehastigheden af sammensatte PCM'er falder dramatisk ved sent smeltning, hvilket efterlader et område med fast PCM ("død zone") i lang tid. For at løse dette problem foreslår vi en speciel, uensartet struktur for det sammensatte PCM, der har en anden porøsitet i den døde zone end andre steder. Smeltehastigheden, energitætheden og effekttætheden af det sammensatte PCM kan forbedres væsentligt ved at skræddersy porøsiteten af det sammensatte metalskum. For eksempel ved et Fourier-tal på 0,30 er energitætheden af en sag med en dødzoneporøsitet på 0,80 6,8 % højere end den med en dødzoneporøsitet på 0,95. Dette arbejde giver en effektiv strategi til at anvende PCM'er til termisk styring af solcelleanlæg og baner en vej mod optimering af energilagringskapaciteter for PCM'er under forskellige arbejdsforhold.
Indlægstid: 25-jan-2022

