Fotonapon, kao izravna tehnologija pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu energiju, ima značajan potencijal za rješavanje sve većih ekoloških problema i želje za smanjenjem upotrebe fosilnih goriva. Toplinska stabilnost fotonapona je od velike važnosti kada se razmatra velika komercijalizacija u uvjetima u kojima je moguća degradacija uređaja radom na visokoj temperaturi. Materijali s faznom promjenom (PCM) vrlo su obećavajući za upravljanje toplinom takvih uređaja zbog svoje visoke latentne topline i inherentnih svojstava prijenosa topline. Međutim, veliki izazov u primjeni PCM-a na fotonaponske uređaje je postizanje visoke gustoće energije uz zadržavanje visoke gustoće snage, posebno s različitim orijentacijama fotonaponskih uređaja. U ovom radu, karakteristike dinamičkog prijenosa topline kompozitnog PCM-a s ugrađenom metalnom pjenom sustavno su proučavane Boltzmannovim modelom rešetke na skali pora. Utvrđeno je da se brzina taljenja kompozitnih PCM dramatično smanjuje u kasnoj fazi taljenja, ostavljajući područje čvrstog PCM-a ("mrtva zona") na dugo vrijeme. Kako bismo riješili ovaj problem, predlažemo posebnu, neuniformnu strukturu za kompozitni PCM koji ima drugačiju poroznost u mrtvoj zoni nego drugdje. Brzina taljenja, gustoća energije i gustoća snage kompozitnog PCM-a mogu se značajno povećati prilagođavanjem poroznosti kompozitne metalne pjene. Na primjer, pri Fourierovom broju od 0,30, gustoća energije kućišta s poroznošću mrtve zone od 0,80 je 6,8% veća od one s poroznošću mrtve zone od 0,95. Ovaj rad pruža učinkovitu strategiju prema primjeni PCM-a za toplinsko upravljanje fotonaponskim modulima i utire put prema optimizaciji mogućnosti pohrane energije PCM-a u različitim radnim uvjetima.
Vrijeme objave: 25. siječnja 2022

