太阳能聚光电池散热装置

太阳能聚光电池散热装置初步方案

输入条件及要求
电池面积:33mmx33mm
电池发热量: 453W
环境空气温度: -30～+40ºC
要求电池温度: <100ºC

散热方案简述：
方案一、采用热管散热器方案，热管蒸发段为一个平板型，由紫铜块做成，尺寸为106x106x15mm，太阳电池片粘贴在平板型热管蒸发段中心处，此处铜板表面直接喷涂薄层陶瓷，可以认为无接触热阻。热管冷凝段为Ф32的紫铜管，长460mm，管外装24片径向翅片，翅片厚1.2mm(直接拉制的应拉成梯型截面),翅片长450mm,宽80mm。热管介质为水加防冻液。

方案二、考虑到太阳电池片可能因损坏需要更换，太阳电池不与热管组成一体，拟采用可拆卸连接结构，但是在如此高热流密度下的接触热阻是不可接受的。为此，采用铜扩热板过度的方案，使太阳电池与100x100x10mm（见附图2）的扩热板组成一体，然后与热管的平面型蒸发器用螺钉连接，这样将增加一层接触热阻。按一般的接触面间加导热硅脂的方法，将产生20 ºC左右的温差，这是不可行的。为此，需对接触表面的加工、连接螺钉分布和拧紧力矩等进行设计，以降低接触热阻，有可能使温差降到5ºC左右。但这仅是参考文献数据，实际上状态不同，仍需通过试验得到接触热阻的数据。如按温差降到5 ºC计算，热管冷凝段长度需加长50mm，即为510mm。采用此方案时，热管可全部为铝材，工质为氨，其性能较好，且没有低温冷冻问题。