بهینه سازی سینک های حرارتی میکروکانال در سیستم های فتوولتائیک متمرکز با ایجاد دنده و حفره

یکی از روشهای جدید برای خنک کاری سیستم های فتوولتائیک متمرکز استفاده از سینک حرارتی میکروکانالی می باشد که باعث دفع گرمای تولید شده در این نوع از سیستم ها می شود. دمای بالای سیستم های فتوولتائیک می تواند باعث خرابی سیستم شود و عمر مفید آن را پایین بیاورد. در سالهای اخیر استفاده از سینک های حرارتی میکروکانال مرسوم شده است که شار حرارتی بیشتری را می تواند دفع کند و عملکرد تراشه الکترونیکی و سیستم های فتوولتائیک را تضمین می کند. در این پژوهش یک میکروکانال فرکتالی درختی شکل که دارای ۱۵ شاخه اصلی می باشد و به دلیل تقارن هندسی یک پانزدهم شکل اصلی برای شبیه سازی عددی در نظر گرفته شده است . برای بهینه سازی هندسه این میکروکانال با هدف افزایش انتقال حرارت و عملکرد کلی سینک حرارتی ، دنده و حفرههایی در سه شاخه اولیه میکروکانال ایجاد شده است . نتایج نشان از افزایش انتقال حرارت برای هر دو هندسه جدید را دارد. حداکثر دمای سینک حرارتی برای میکروکانال با دنده در دبی ۲۰۰ میلی لیتر بر دقیقه ، نسبت به هندسه اولیه ۵/۳ درصد کاهش داشته است که این مقدار برای میکروکانال با حفره ۱ درصد است . با این حال، افت فشار برای میکروکانال با دنده ۴۰۰ درصد بیشتر از هندسه اولیه است که این مقدار برای میکروکانال با حفره ۴ درصد می باشد. بررسی عدد PEC که ضریب ارزیابی عملکرد است نشان داد که استفاده از میکروکانال با حفره عملکرد سیستم را ۸ درصد بهبود می بخشد و میکروکانال با دنده عملکرد سیستم را ۴ درصد کاهش می دهد. بنابراین میکروکانال با حفره عملکرد جامع بهتر و بالاتری دارد.

کلیدواژه ها:

مطالعه عددی ، سینک حرارتی میکروکانال ، سیستم های فتوولتائیک متمرکز ، بهبود هندسی