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納米流體

隨著納米材料技術(shù)的不斷發(fā)展，集熱材料有了很好的改善與提高，納米顆粒的小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、大比表面積效應(yīng)，以及界面原子排列和鍵組態(tài)的無規(guī)則特性，使得納米顆粒的光學(xué)特性發(fā)生了較大的變化，具備了特殊的光吸收能力。

由于納米流體中納米顆粒具有小體積特性，容易儲存大量的熱量，表現(xiàn)出不同于基液的輻射吸收特性和傳熱特性，從而能有效提高集熱效率。因此將納米顆粒分散于基液中形成的納米流體，具有優(yōu)異的光譜吸收和熱量傳輸性能。

納米流體基PVT系統(tǒng)

國內(nèi)研究者主要將納米流體用于直接吸收式太陽能集熱系統(tǒng)中，以提高集熱器的光吸收性能。鄭兆志等人實驗研究了多壁碳納米管-水（MWCNT/H2O）納米流體的光學(xué)及光熱特性。結(jié)果表明：納米流體的透射率明顯低于水的，并且納米流體的透射率隨著粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的納米流體最高溫度比水提高了31.87%，集熱量比水增加了54.14%。

屈健等人進(jìn)一步研究了“MWCNT/H2O”納米流體在不同靜置時間和加熱次數(shù)情況下的光吸收特性。

Fayaz等人通過數(shù)值模擬和實驗評估“MWCNT/H2O”納米流體操作的PVT系統(tǒng)的性能。對于納米流體120L/h的流速的PVT系統(tǒng)，觀察到數(shù)值上的熱效率為約81.24%，實驗上為79.1%。研究發(fā)現(xiàn)，納米流體的透射率隨著靜置時間的增加而下降，加熱作用有利于降低納米流體的透射率，從而增強光的吸收性能。

而對于納米顆粒在PVT混合系統(tǒng)中的研究，Sardarabadi等人實驗了“SiO2/H2O”納米流體作為冷卻劑的光伏光熱系統(tǒng)的性能，研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和3%納米顆粒的整體能量轉(zhuǎn)換效率分別提高了3.6%和7.9%。
同樣，李華峰等人結(jié)合Mie與Rayleigh理論對SiO2納米流體在不同波段太陽輻射的吸收情況進(jìn)行了理論與實驗研究，同時對水基SiO2納米流體 PVT系統(tǒng)性能進(jìn)行了實驗測試。結(jié)果表明：水基SiO2納米流體對光電可用輻射有高透過性，對低頻輻射有高吸收性，實現(xiàn)了很好的分頻效果，且系統(tǒng)總效率可達(dá)75%以上。

Mohammad等人從能量和火用的角度對金屬氧化物/水（Al2O3, TiO2 和 ZnO）納米流體作為冷卻系統(tǒng)在PVT系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行實驗研究。結(jié)果表明：與單一PV系統(tǒng)相比，PVT /水，PVT/TiO2，PVT/Al2O3和PVT/ZnO的總體火用效率分別提高了12.34%，15.93%，18.27%和15.45%。

Al-Waeli等人研究了以水和SiC納米粒子組成的納米流體為工質(zhì)的PVT系統(tǒng)性能。結(jié)果表明，與單獨的光伏系統(tǒng)相比，PVT納米流體系統(tǒng)具有更高的總效率，約為88.9%。

以上主要是基于單層納米流體的PVT系統(tǒng)，而為了進(jìn)一步提高PVT系統(tǒng)的綜合效率，部分研究者對基于雙層納米流體的PVT系統(tǒng)進(jìn)行了實驗研究。

原標(biāo)題：【文獻(xiàn)筆記】文獻(xiàn)綜述類：基于納米流體的光伏光熱系統(tǒng)綜述