研究紹介: 高集光倍率太陽電池の温度制御と熱回収用放射拡張冷却器の開発

集光型太陽光発電システムを用いた太陽電池発電・太陽熱同時利用システムは,新型太陽エネルギー利用形態として有望であるが,高熱流束冷却技術と熱の回収利用技術の開発が鍵となる。

本研究は,放射拡張マイクロ流路を用いた低圧力損失,高流動安定性と高伝熱性能を併せ持つ冷却器を提案し,その冷却内部の二相流動・伝熱特性の理論解明と実験的な評価を行うことで,流動安定化に寄与する流路の形状,寸法などの特定と最適設計手法の確立を行う。開発した二相流太陽電池冷却器を用いて,太陽電池セルの温度を110~120℃前後に維持させ,発電性能の評価を行う。さらに,約100℃の熱を回収して暖房,冷房,給湯あるいは除湿などの用途に用いることで,総合的なエネルギー効率を70%まで高めるシステムの開発を目指す。

参考文献

Sihui Hong, Chaobin Dang, Eiji Hihara "A 3D inlet distributor employing copper foam for liquid replenishment and heat transfer enhancement in microchannel heat sinks," International Journal of Heat and Mass Transfer (2020) [doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119934]

Sihui Hong, Chaobin Dang, Eiji Hihara "Experimental investigation on flow boiling characteristics of radial expanding minichannel heat sinks applied for two-phase flow inlet," International Journal of Heat and Mass Transfer,151:119316 (2020) [doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119316]

Sihui Hong, Chaobin Dang, Eiji Hihara "Experimental investigation on flow boiling in radial expanding minichannel heat sinks applied for low flow inertia condition," International Journal of Heat and Mass Transfer,143 (2019) [doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118588]