Globální výzkumná skupina navrhla nový systém pasivního chlazení fotovoltaických modulů založený na více zdrojích chlazení. Navržený systém sníží teplotu FV systému až o 16,7 °C a zvýšit výkon o více než 9 %.
Mezinárodní výzkumný tým navrhl nový pasivní chladicí systém pro fotovoltaické moduly zahrnující materiál s fázovou změnou (PCM), žebra chladiče a voda. Experimentální systém využívá pasivní chlazení, protože využívá latentní teplo tání PCM a latentní teplo vypařování vody.
PCM mohou absorbovat, uchovávat a uvolňovat velké množství latentního tepla v definovaných teplotních rozsazích. Často se používají na úrovni výzkumu pro chlazení FV modulů a akumulaci tepla< a i=5>.
„Nevýhoda systému PV-PCM se zmírňuje použitím žeber chladiče, která efektivně odebírají teplo z PCM. Mezitím se voda stále používá k urychlení procesu přenosu tepla prostřednictvím akumulace a odpařování energie,“ uvedli vědci.
Předloženo v článku „Experimentální výzkum sloučení potenciálu PCM, žeber a vody k dosažení silného chladicího účinku na FV panely,” publikované v Applied Energy, prototyp systému se skládá z 5 W polykrystalického FV panelu s HS 29 PCM zabaleného do tloušťky přibližně 0,02 m.
HS 29 PCM, který má teplotu tání 29 °C, se vybral na základě umístění a tepelných charakteristik systému. Plochá deska žeber chladiče o rozměrech 21 cm × 21 cm je přilepena ke spodnímu povrchu PCM. Systém se umístil v plastové nádobě s 3,3 litry vody pokrývající žebra.
Nový systém pasivního chlazení navrhovaný výzkumnou skupinou
Tento systém se testoval proti referenčnímu 5 W polykrystalickému FV panelu bez jakéhokoli chlazení. Experiment se provedl v jihoindickém městě Madurai na začátku října 2020. Elektrické, tepelné a účinnostní charakteristiky byly měřeny denně od 9:00 do 17:30 ve 30 minutových intervalech. Pomocí sady rovnic se některé výsledky škálovaly pro rozsáhlý FV systém o výkonu 1 MW.
Podle výzkumného týmu byl denní výkon ve W navrhované konfigurace o 8,12 % a 9,39 % vyšší než u referenčního panelu. Také maximální výkon získaný z chlazeného panelu byl o 20,25 % vyšší než u referenčního panelu.
„Výstupní výkon referenčního FV panelu se 3. října pohybuje od 2,579 W do 3,062 W, zatímco 4. října se pohybuje od 2,785 W do 3,538 W,“ poznamenali vědci. ,,Na druhou stranu se výstupní výkon navrhované konfigurace 3. října pohybuje od 2,538 W do 3,336 W, zatímco 4. října se pohybuje od 2,880 W do 3,864 W.“
V průměru pomohl nový systém snížit teplotu panelu o 10,14 °C. Nejvyšší teplotní rozdíl, 16,7 °C, se získal 4. října v 10:30. Při zvětšení na 1 MW zařízení vědci zjistili pokles teploty prodloužit jeho životnost z 25 let na 31.
Zaměření na obytné solární FV panely
„Navrhované schéma FV chlazení ukazuje 9,4 % dodatečné snížení CO2 ve srovnání s normální solární FV,“ dodali vědci. ,,Součet 2130,578 tun snížení CO2 lze dosáhnout pomocí 1 MW solární FV s navrhovanou technikou chlazení.“ Dodali také, že strategie chlazení přináší 9,4 % úsporu energie za den. Což při škálování na velkou elektrárnu znamená 366,5 MW za rok.
Pokud jde o účinnost v relativním vyjádření, výzkumníci zjistili, že navrhovaný systém ji zvyšuje o 20,3 % první den a 13 % druhý den. Průměrné zvýšení účinnosti se však pohybovalo od 0,78 % do 1,08 %.
„Navržený chladicí systém se může zaměřit na obytné solární FV panely,“ uzavřeli akademici. „Tato pilotní studie může být také vybavena systémem sběru tepla z vody pro vytvoření systému PV-T. Tento výzkum dále dláždí cestu k prozkoumání proveditelnosti využití tohoto přístupu chlazení u plovoucích panelů, protože plavou na stojatých vodních útvarech.“
Výzkumná skupina se skládá z vědců z australské University of Queensland, americké University of California Los Angeles< /span> (UCLA) a indická Thiagarajar College of Engineering, Madurai.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
