Fotovoltaika jako přímá technologie pro přeměnu slunečního světla na elektřinu má významný potenciál vypořádat se se stále rostoucími ekologickými problémy a touhou omezit používání fosilních paliv. Tepelná stabilita fotovoltaiky je hlavním problémem při zvažování komercializace ve velkém měřítku za podmínek, ve kterých je možná degradace zařízení provozem při vysoké teplotě. Materiály s fázovou změnou (PCM) jsou velmi slibné pro tepelné řízení takových zařízení díky jejich vysokému latentnímu teplu a vlastnostem přirozeného přenosu tepla. Velkou výzvou při aplikaci PCM na fotovoltaiku je však dosažení vysoké hustoty energie při zachování vysoké hustoty výkonu, zejména při různých orientacích fotovoltaického zařízení. V této práci jsou charakteristiky dynamického přenosu tepla kompozitního PCM s vloženou kovovou pěnou systematicky studovány pomocí Boltzmannova modelu mřížky s póry. Bylo zjištěno, že rychlost tavení kompozitních PCM se v pozdní fázi tavení dramaticky snižuje, přičemž po dlouhou dobu zůstává oblast pevného PCM („mrtvá zóna“). Abychom tento problém vyřešili, navrhujeme speciální, nejednotnou strukturu pro kompozitní PCM, která má v mrtvé zóně jinou poréznost než jinde. Rychlost tavení, hustotu energie a hustotu výkonu kompozitního PCM lze významně zvýšit přizpůsobením poréznosti kompozitní kovové pěny. Například při Fourierově čísle 0,30 je hustota energie pouzdra s porozitou mrtvé zóny 0,80 o 6,8 % vyšší než hustota s porozitou mrtvé zóny 0,95. Tato práce poskytuje účinnou strategii pro použití PCM pro tepelný management fotovoltaiky a připravuje cestu k optimalizaci schopností PCM ukládat energii za různých pracovních podmínek.
Čas odeslání: 25. ledna 2022

