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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Analytical, experimental, and numerical analysis of a microchannel cooling system for high-concentration photovoltaic cells

Texto completo
Autor(es):
Ortegon, J. A. A. [1] ; Souza, R. R. [1] ; Silva, J. B. C. [1] ; Cardoso, E. M. [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] UNESP Sao Paulo State Univ, Postgrad Program Mech Engn, Ave Brasil, Ctr 56, BR-15385000 Ilha Solteira, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 1
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering; v. 41, n. 6 JUN 2019.
Citações Web of Science: 0
Resumo

In this work, we present the results of an analytical, numerical, and experimental analysis on the performance of a heat sink system designed as a parallel arrangement of microchannels for cooling a high-concentration photovoltaic (HCPV) cell. The analysis considered the worst-case scenario where no electricity is generated, and the solar incidence is maximum on the northwest region of the SAo Paulo State in Brazil. For the experimental, analytical, and numerical analysis, the considered HCPV cell has a geometrical concentration ratio of 500x, a maximum efficiency of 40% at cell's operating temperature of 41.0 degrees C, and a cell base area of 100mm(2). The numerical analysis adopts the finite volume method implemented in ANSYS Fluent v15 to solve flow and energy equations with second-order upwind schemes, and the steady-state, incompressible, and laminar flow. In the experimental apparatus, the copper microchannel heat sink consists of 33 parallel rectangular channels of 10mm in length, 200m in width, and 500m in height for each microchannel. A cartridge heater was used to simulate the on-sun test, i.e., it simulates the total heat rate supplied to the microchannel heat sink. The microchannel heat sink is capable of keeping the operating temperature of the cell below the maximum cell's operating temperature (41.0 degrees C). In addition, the pressure drops are slightly higher than the predicted models, but not exceeding 34%. Moreover, the energy spent in the pumping in the microchannel represents <1% of the energy generated by the photovoltaic cell. (AU)

Processo FAPESP: 13/15431-7 - Análise da aplicação de nanotecnologia em processos térmicos e de conversão de energia
Beneficiário:Elaine Maria Cardoso
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 16/02034-8 - Análise da aplicação de nanotecnologia em processos térmicos e de conversão de energia
Beneficiário:Vitor Fernando Prado da Silva
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Processo FAPESP: 14/19497-5 - Estudo teórico e experimental da Influência de nanofluidos sobre a ebulição nucleada
Beneficiário:Leonardo Lachi Manetti
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 14/07949-9 - Efeito das superfícies nano e micro estruturadas sobre a ebulição nucleada
Beneficiário:Igor Seicho Kiyomura
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado