微通道冷却技术在聚光光伏中应用的研究进展
余文斌,虞效益,蒋波,徐美娟,胡长兴

Research progress on application of microchannel cooling technology in concentrator photovoltaics
Wenbin YU,Xiaoyi YU,Bo JIANG,Meijuan XU,Changxing HU
表 1 3种类型的优缺点总结
Tab.1 Summary of advantages and disadvantages of three types
技术类型优点缺点
单层式• 结构相对简单,是微通道技术的基础.
• 优化设计多样:通过优化微通道结构参数,例如改变流道截面形状(矩形、六边形)、引入收敛/发散型流道(如Ali等[29]和Ghorbani等[30]提出的设计)以及采用蛇形流道结构(如Chen等[32]的设计)等方式,可有效改善流动与换热性能.
• 存在先天缺陷:直线型设计存在压降大和流向温度不均的问题.
• 性能与功耗权衡:一些高效设计(如垂直收敛通道)可能导致高泵浦功率,降低系统净效率.
歧管式
(双层结构)
• 通过缩短流路,能实现更低的电池表面温度和更均匀的温度分布.
•显著降低了系统的压降,从而减少泵浦功率损耗,提高净输出功率.
• 打破了线性流动,流体持续混合重构,提升了换热效率.
• 是叠加其他主动冷却方法(如射流冲击)的理想“基石”.
•多层设计增加了制造的复杂度和成本.
•在低聚光比场景下,其性能优势不足以取代被动冷却系统,实际应用价值受限.
• 内部存在涡流等复杂流态,不容易模拟.
射流冲击式• 通过破坏热边界层和产生湍流,能实现快速的局部冷却,适用于高热通量场景.
•混合方案(如Barrau等[42]的研究)可以通过修改内部几何形状来适应局部散热需求,优化整体温度分布.
• 适用广泛:不仅限于高聚光条件,在低聚光下与被动冷却结合也能显著提升系统性能.
• 若排水不畅,易形成滞流区,导致局部温度过高(热点).• 需要喷射阵列和排水系统,结构和控制更复杂.
• 为实现高速冲击,可能需要较高的驱动压力,消耗更多能量.