집광형 태양광/열 시스템 비균일 열 부하 완화

집광형 태양광/열(CPV/T) 수광기는 비균일 집광으로 인해 국부적 과열점, 열 구배, 전기적 미스매치 및 가혹한 환경에서의 광전지(PV) 성능 저하에 취약합니다. 본 연구는 PV 보호 및 전기-열 에너지 회수율 향상을 위해 스펙트럼 빔 분할, Therminol VP-1 기반 바이패스 냉각, 상변화 물질(PCM) 완충을 결합한 하이브리드 CPV/T-SBS/PCM 수광기를 개발했습니다. 연구는 비균일 광학 집광, 스펙트럼 필터링, 능동 냉각, PCM 상변화 및 온도 의존적 PV 발전을 통합하는 과도 광학-열-전기 프레임워크를 통해 CPV/T 모델링을 발전시켰습니다. 포물선형 트로프 집광기의 몬테카를로 광선 추적은 3차원 전산유체역학(CFD) 모델과 결합되어 플럭스 분포, 유체 흐름, 열 전달, PCM 용융, 전기 출력, 열 회수 및 에너지-엑서지 성능을 분석했습니다. 분석 결과, 복사 조도 구배에 수직인 바이패스 흐름이 최적이며, 17.2%의 전기 효율, 58.4%의 열 효율 및 39.5%의 총 1차 효율을 달성했습니다. PCM은 잠열, 용융 범위 및 열 저항에 따라 선택되었는데, RT35HC는 PV 냉각에, 5mm RT42는 유용한 열 회수를 통한 에너지-엑서지 성능 향상에, RT47은 피크 복사 조도 시 활성 상태를 유지하여 가혹한 주간 균형에, RT50은 장시간 고온 노출에 적합했습니다. 집광비(CR)를 10에서 50으로 증가시키면 전기 및 열 출력이 증가하지만 PV 온도가 28K 상승하여 고집광비에서 더 강력한 냉각이 필요함을 시사합니다. 제안된 설계는 PV 내구성, 열 회수 및 안정성 측면에서 기존 설계 대비 우수한 균형을 제공합니다.