Vědci v Iráku použili dva různé druhy materiálů se změnou fáze ke snížení provozních teplot fotovoltaických panelů. Jejich experiment ukázal, že včelí vosk a parafín se jeví zvláště účinný při dosahování tohoto cíle. A to i když se spojují dohromady.
Výzkumníci ze Severní technické univerzity a AlNoor University v Iráku zkoumali schopnost materiálů se změnou fáze (PCM) chladit FV panely při extrémně vysokých teplotách.
PCM jsou látky, které mohou absorbovat a uvolňovat tepelnou energii během fázových přechodů. PCM použité v této studii byly přírodní včelí vosk, parafín a kombinace obou. Při přechodu z pevného na kapalné absorbují teplo a při zpětné přeměně ho uvolňují.
,,Tato studie si klade za cíl vyhodnotit účinek integrace materiálů s fázovou změnou se solárními panely a pasivním chlazením pod vlivem iráckých povětrnostních podmínek. Ty jsou charakterizovány jejich teplem,“ uvedli akademici ze Severní technické univerzity. ,,Porovnáváme výkon za těchto podmínek z hlediska elektrické účinnosti, teploty panelu a elektrického výkonu prostřednictvím experimentální práce.“
Pro své experimentální nastavení umístili vědci čtyři 50 W panely s polykrystalickými články na střechu města Hawija v severním Iráku. Jeden panel se ponechal v původním stavu pro referenci. Zatímco ostatní tři měly dutiny na zádech, aby obsahovaly různé PCM. Pětilitrová dutina se poté naplnila různými vosky, přičemž 10 % prostoru zůstalo prázdných pro ztuhnutí.
Snížení (ochlazení) provozní teploty FV panelů
Skupina provedla měření červencového dne roku 2022 s okolní teplotou dosahující 43,5 °C. A taky s hodnotami slunečního záření v rozmezí 300 až 956 W/m2. V tomto zařízení se instalovaly různé měřicí přístroje pro měření teploty panelu, výroby elektřiny a účinnosti.
Analýza ukázala, že panel bez PCM měl teploty v rozmezí 38,65 až 69,4 °C, s průměrnou denní teplotou 54,7 °C. Naproti tomu FV modul s parafínem dosáhl v průměru 54,21 °C. Přičemž panel spoléhal na včelí vosk v průměru 51,66 °C. Panel s oběma materiály mezitím dosáhl v průměru 53,62 °C.
Všechny tři PCM FV se chovaly podobně, měly nižší teploty než referenční FV až do 14:00 a 15:00, kdy se vosk roztavil. Poté, protože nemohl absorbovat žádné další teplo, vosk zmrzl, vyzařoval teplo, a proto zvýšil teplotu panelu na vyšší úrovně než referenční nastavení.
„Pokud jde o výrobu elektřiny, průměrný denní elektrický výkon byl 28, 28,5, 31 a 28,7 wattů pro referenční desku, parafín, včelí vosk a směs fotovoltaiky,“ dodala akademická skupina. „Elektrická účinnost včelího vosku se zlepšila o 1 % ve srovnání s referenční soupravou. Pokud jde o další dva typy, zlepšení bylo velmi mírné.“
Výzkumná skupina se podělila o své výsledky ve studii „Srovnávací studie různých materiálů s fázovou změnou tepelného výkonu fotovoltaických článků v klimatických podmínkách Iráku“. Ta se publikovala v Energy Reports.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
