[发明专利]一种测试纳米磁流体调控太阳能全光谱分频输出的装置

说明书

一种测试纳米磁流体调控太阳能全光谱分频输出的装置，装置包括亥姆霍兹线圈以及光伏一体化装置，光伏一体化装置包括流量控制阀、数据采集装置、光伏装置、冷水循环系统、节流阀、第二水泵、热交换器、纳米流体保温水箱以及第一水泵；光伏一体化装置中的光伏装置置于亥姆霍兹线圈的正中央，位于亥姆霍兹线圈产生竖直和水平于竖直方向的磁场中。本发明将亥姆霍兹线圈用作磁场发生器，在光照的同时施加垂直或水平于磁场方向的磁场，通过观察安捷伦中电压电流及温度的数值显示从而判断磁性纳米流体在磁场的作用下对光的分频吸收的程度。

技术领域

本发明提供一种测试纳米磁流体调控太阳能全光谱分频输出的装置，属于光伏发电领域。

背景技术

新能源与可再生能源的发展是亟待解决能源危机的方法之一，尤其是太阳能的发展利用，是发展战略性新兴产业的重要内容。且对于改善空气质量减缓温室效应以及实现可持续发展都有机器重大的意义。

磁性纳米流体是一种特殊的纳米流体,它具有一般纳米流体所具备的优异的热性，单相流体中的纳米颗粒比表面积较大,可显著增大流体的导热系数与换热面积，纳米颗粒在流体中作不规则布朗运动,增强了流体内部热交换，由于磁流体具有磁性,它的一些热物性参数(如密度、粘度、导热系数等)会随着外磁场的变化而改变,从而成为一种“可控”的传热流体,可以实现流体流动和能量传递过程的可控性。在热科学领域,特别在一些特殊传热场合(如航空、航天、电子、生物等领域)有着非常重要的应用价值。磁性纳米流体在光伏一体化装置上的利用与设计，有助于有效的吸收太阳能PV组件热量提高光伏热转换效率，以及上层磁性纳米流体有助于吸收红外光，避免电池板吸收温度过高效率降低，从而提高太阳能新能源的综合利用效率，缓解能源枯竭与环境污染的现象，以改善生态环境，创建可持续发展的生活环境。

目前磁性纳米流体虽具有对太阳能光伏的可控性，但是磁场对于磁性纳米流体在光伏方面的强化作用没有装置能做出相对优化处理，涉及到的方面有三个。第一，磁场大小的调节对次纳米流体分频吸收光能的强化作用影响，且对于强化作用的最优磁场不明确；第二，磁场方向对磁性纳米流体光伏特性的影响，对于调控太阳能全光谱利用的例如磁场方向水平于磁性纳米流体流动方向，或者在磁场方向垂直于磁性纳米流体流动方向下对光分频吸收的程度未知。

发明内容

目的：针对上述不足，本发明提一种测试纳米磁流体调控太阳能全光谱分频输出的装置，测试并反映磁性纳米流体在磁场的作用下,形成不同程度的链状结构，从而进行可控的调节太阳能电池板的输出功率，并且根据磁场大小的不同，在达到临界值之前，形成链状结构的程度不断加强，透光率理论上不断增加，从而太阳能电池板的功率提高；于此同时，太阳能电池板的温度升高，效率逐渐降低，此时需要降低磁场的强度，减少透光率，降低太阳能电池板的温度，进而达到磁控提高太阳能电池板的效率。可以得出磁性纳米流体在变化磁场的作用下可以间接体现对光不同的吸收程度。

技术方案：为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种测试纳米磁流体调控太阳能全光谱分频输出的装置，所述装置包括亥姆霍兹线圈以及光伏一体化装置，所述光伏一体化装置包括流量控制阀、数据采集装置、光伏装置、冷水循环系统、节流阀、第二水泵、热交换器、纳米流体保温水箱以及第一水泵；所述光伏一体化装置中的光伏装置置于亥姆霍兹线圈的正中央，位于亥姆霍兹线圈产生竖直和水平于竖直方向的磁场中；

所述冷水循环系统、节流阀、第二水泵形成循环冷却回路；所述流量控制阀、光伏装置、第二水泵、热交换器、纳米流体保温水箱以及第一水泵按顺序连接形成纳米流体循环回路，所述光伏装置的两端设置数据采集装置。

上述数据采集装置为安捷伦的电流电压传感器，用于记录电流电压以及各处温度情况。

上述光伏装置包括纳米流体腔道、两个液体入口、两个液体出口、太阳能电池板、上层高透玻璃，下层高透玻璃；

两个液体入口位于光伏装置靠近第一水泵的一端，两个液体出口位于光伏装置靠近第二水泵的一端；