Systém se skládá z dvojitého proudu nanokapaliny ve 2D kanálu umístěném pod topnou deskou, která přilne k fotovoltaickému panelu. Jako nanokapalinu používá vodu smíchanou s nanočásticemi mědi.
Mezinárodní výzkumná skupina vyvinula techniku aktivního chlazení pro solární panely, která využívá nakloněný kanál a dva proudy nanokapalin.
Systém se skládá z dvojitého proudu nanokapaliny ve 2D kanálu umístěném pod topnou deskou, která přilne k fotovoltaickému panelu. Tyto dva proudy vstupují do kanálu dvěma štěrbinami o šířce oddělenými vzdáleností a jsou kolmé k aktivní stěně kanálu.
,,Chlazení založená na tryskách, je nakloněný kanál s izotermickou vyhřívanou horní stěnou, na kterou působí dva proudy nanokapaliny,“ uvedli vědci a dodali, že zařízení používá jako nanokapalinu vodu smíchanou s nanočásticemi mědi.
,,Kanál má sklon s horizontálním směrem označený úhlem a jehož hranice je zvolena rovnou 30 stupňům. Tato hodnota odpovídá optimálnímu úhlu, který odpovídá maximální absorpci slunečního záření fotovoltaickým panelem v Tunisku,“ dodali.
V navržené konfiguraci systému je kanál ohříván svou horní stěnou a chlazen dvěma proudy nanokapalin pronikajícími skrz jeho spodní stěnu.
Výzkumníci testovali systém s cílem numericky analyzovat přenos tepla a produkci tepelné entropie v nanokapalině protékající celým kanálem v důsledku viskózních efektů. Vytvořená entropie charakterizuje nevratný proces, který ukazuje degradaci a lichvu samotného fyzického systému, dodali.
Svou analýzou zjistili, že změna úhlu sklonu má omezený vliv na přenos tepla a nevratnost a že vytvořená entropie se zvýší téměř o 15 %. A to když koncentrace nanočástic dosáhne 8 %. Tato entropie by mohla mít za následek značné zhoršení a lichvu v místech dopadu dvou proudů.
Technika chlazení solárních modulů založená na dvojitém proudu nanokapalin
Problém entropie lze řešit zvýšením počtu výtrysků a úhlu výtrysků při přenosu tepla a také aplikací hydrodynamiky na vytvořenou entropii. ,,To může vést současně ke zvýšení přenosu tepla s minimalizací vytvořené entropie,“ uvedli vědci. ,,Této minimalizace lze dosáhnout snížením intenzity nebo dokonce přerozdělením nevratnosti.“
Tým neuvedl podrobnosti o nákladech na systém a možné komerční aplikaci.
Systém se popsal ve studii „Kvalitativní modelování chlazení solárních panelů nanofluidními tryskami: Přenos tepla a analýza druhého zákona“, publikované v Case Studies in Thermal Engineering. Výzkumná skupina zahrnuje akademiky z University of Tabuk v Saúdské Arábii a Gabes University v Tunisku.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
