Egyptští vědci použili parafinový vosk jako materiál se změnou fáze (PCM), ke snížení provozních teplot fotovoltaických modulů. Zjistili, že materiál zlepšuje energetický výnos o více než 15 % ve srovnání s referenčním modulem bez chlazení.
Výzkumníci z univerzity Sohag v Egyptě vyvinuli pasivní chladicí systém pro solární panely. Ten využívá PCM známý jako parafinový vosk RT-42.
PCM mohou absorbovat, ukládat a uvolňovat velké množství latentního tepla v definovaném teplotním rozsahu. A často se na úrovni výzkumu používají pro chlazení fotovoltaických modulů. Parafinový vosk se získává z ropy odparafínováním lehkých mazacích olejů. A běžně se používá ve svíčkách, voskovém papíru, leštidlech, kosmetice a elektrických izolátorech.
Vědci umístili pasivní chladicí systém na 40 W polykrystalický panel o velikosti 55 cm × 65 cm a porovnali jeho výkon s výkonem identického referenčního panelu bez chlazení. Testovali panely s úhly náklonu 15, 20, 25 a 30 stupňů s různými tloušťkami PCM.
Oba moduly mají účinnost 16,5 %, napětí naprázdno 12 V, zkratový proud 4,3 A a faktor plnění 0,78.
„Pro umístění FV panelů je použit obdélníkový PCM kontejner s vnitřními rozměry 55 cm × 65 cm x 4 cm vyrobený z pozinkovaného plechu o tloušťce 2 mm,“ vysvětlila skupina. ,,Nádoba se připevní k zadní straně PV panelu a potáhne silikonovou adhezí, aby se zabránilo možnému úniku, když se PCM zcela roztaví.“
Akademici měřili rozložení teploty na předním povrchu FV panelů v různých úsecích pomocí infračervené kamery. Během experimentu pozorovali, že pro všechny tloušťky PCM zvýšení úhlu naklonění panelu snižuje povrchovou teplotu.
Technologie pasivního chlazení solárních modulů
„Když se panel PV-PCM instaluje pod úhlem 15 stupňů, zaznamenává nejvyšší rozložení teploty po povrchu panelu. Zatímco nejnižší teplota se zaznamenala pro povrch solárního panelu při úhlu naklonění 30 stupňů,“ zdůraznil. ,,To je pravděpodobně připisováno skutečnosti, že tok energie v PCM v důsledku konvekce je velmi nízký, když je úhel náklonu malý.“
Chlazený panel při instalaci s úhlem naklonění 30 stupňů dosáhl energetického výnosu. Ten se stal o 15,8 % vyšší než u referenčního modulu bez chlazení.
„Změna úhlu náklonu z 15 stupňů na 30 stupňů zvyšuje elektrickou účinnost PV-PCM o tloušťce 3 cm o 7,4 %,“ uvedli vědci. „Nakonec, použití PCM o tloušťce 3 cm zvyšuje elektrickou účinnost PV-PCM panelu o 14,4 % ve srovnání s referenčním PV panelem.“
Vědci neposkytli informace o ceně navrhované technologie a její použitelnosti pro komerční výrobu. Techniku pasivního chlazení popsali v dokumentu „Zvýšení výkonu PV panelů pomocí materiálu se změnou fáze (PCM): Experimentální implementace“. Ten se nedávno publikoval v Case Studies in Thermal Engineering.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
