[發明專利]一種基于穩態傳熱的鈣鈦礦電池傳熱模型在審
| 申請號： | 202011101630.X | 申請日： | 2020-10-15 |
| 公開（公告）號： | CN112395739A | 公開（公告）日： | 2021-02-23 |
| 發明（設計）人： | 王潤森;趙小炫;魯敏;曹楠;曹泰瑜 | 申請（專利權）人： | 河海大學常州校區 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F119/08;G06F111/10 |
| 代理公司： | 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616 | 代理人： | 王光建 |
| 地址： | 213000 江蘇省常*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 穩態 傳熱 鈣鈦礦 電池 模型 | ||
本發明涉及鈣鈦礦電池的熱仿真領域，特別是涉及一種基于穩態傳熱的鈣鈦礦電池傳熱模型。本發明所采用的技術方案是：與現有技術相比，本發明的有益效果是：基于熱力學第二定律，結合鈣鈦礦電池的整體結構和各層結構、材料特性，分析考慮了鈣鈦礦電池的整體傳熱模型和分層傳熱方式，在已知環境因素的前提下，通過數值模擬的方式精確預測了鈣鈦礦電池的整體溫度和各層溫度，從而精準預測鈣鈦礦電池溫度，對組件發電經濟性有著不可忽略的影響。
技術領域
本發明涉及鈣鈦礦電池的熱仿真領域，特別是涉及一種基于穩態傳熱的正式鈣鈦礦電池傳熱模型。
背景技術
鈣鈦礦電池礦太陽電池因其高轉換效率低成本被認為是最有潛力的光伏發電技術。但由于其固定帶隙導致其只能利用帶隙范圍300～800nm約58％的太陽光譜能量，限制了電池效率；同時其帶隙范圍外的光譜能量會增加電池的熱負荷，導致電池效率下降。因此，研究溫度對發電預測的影響常被忽略，或者僅采用經驗公式，在環境溫度的基礎上增加相應的數值作為電池溫度的近似值，這樣的預測效果并不理想。同時，由于溫度變化而引起的熱應力與熱應變直接關系組件整體性能和使用壽命。因此了解鈣鈦礦電池熱特性、正確評估鈣鈦礦電池溫度對提高發電效率、高溫預警以及發電預測等有著重要意義。
在溫度預測的基礎上，進行有效的發電功率預測，則可更好地控制負載安全與穩定。因此，精準預測鈣鈦礦電池溫度對組件發電經濟性有著不可忽略的影響。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于穩態傳熱的正式鈣鈦礦電池傳熱模型。
鈣鈦礦電池的整體傳熱模型為：
Qsun＝P+TCtc,amb+TCsub,amb+TRsub,sky+TRtc,g+Qsunτ+Qsunρ (1)
其中，基底與天空之間的輻射換熱為：
基底與周圍環境的對流換熱為：
TCsub,amb＝hsub,amb(Tsub-Tamb) (3)
基底與環境之間的熱對流系數表達式為:
hsub,amb＝5.7+3.8v (4)
頂層電極層與地面之間的輻射換熱TRtc為：
頂層電極層和周圍環境之間的熱對流表達式為：
TCtc,amb＝htc,amb(Ttc-Tamb) (6)
頂層電極層和周圍環境之間的熱對流換熱系數
基底和天空之間的角系數為：
頂層電極層地面之間的角系數表達式為：
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