Mezinárodní výzkumný tým zkoumal, jak lze využít klimatizaci ke snížení provozní teploty FV panelů. Vědci nejenže zjistili, že navrhovaný přístup je technicky životaschopný, ale také testovali využití přebytečného tepla z panelů pro sušení nádobí.
Globální tým výzkumníků vyvinul systém, který využívá výfukovou mřížku klimatizačního (AC) systému pro chlazení FV panelů. A především také sušení nádobí v myčce.
Metoda zahrnuje úpravu FV panelu na hybridní fotovoltaicko-tepelný (PVT) modul a lze ji použít pro průmyslové i rezidenční aplikace.
„Tato studie zavádí nový přístup využitím odpadního vzduchu z klimatizačních (AC) systémů tak, aby fungoval jako přirozené chladivo, které jemně proudí přes zadní povrch fotovoltaických panelů,“ řekl výzkumník. „To eliminuje potřebu přídavných ventilátorů nebo vyšší spotřebu energie. Jeho dvojí funkčnost přispívá nejen k pozoruhodnému snížení uhlíkové stopy, ale také přináší úspory nákladů na účty za elektřinu.“
Výzkumníci použili polykrystalické panely BP350 od britského výrobce BP Solar a upravili je tak, aby byla vynechána zadní kovová kontaktní vrstva (RMC). Čímž se vytvořil vzduchový kanál mezi RMC a přidanou vrstvou skelného vlákna. V důsledku toho je vzduch odváděný z AC systému směrován pod RMC a omezen mezi RMC a vrstvou skelného vlákna. Vzduch proudí z přední části modulu do jeho zadní části.
Využití odpadního vzduchu klimatizačních systémů (AC)
„Odsávaný vzduch z klimatizačního (AC) systému slouží k využití chlazení FV panelů. Toho je dosaženo nasměrováním vzduchu opouštějícího výfukový gril do trysky, která je pak připojena k FV panelu,“ uvedli vědci. „Vzduch opouštějící FV panel se zahřívá, což představuje příležitost pro jeho využití v tepelných aplikacích. Tento horký vzduch se směruje do myčky a fouká se přes mokré nádobí.”
Pomocí sady rovnic a algoritmů skupina vědců vypočítala elektrickou účinnost chlazeného FV panelu a také účinnost rekuperované tepelné energie.
Pro tyto výpočty předpokládali obytný dům o podlahové ploše 200 m2 v libanonském Bejrútu a katarském Dauhá s klimatizační jednotkou s teplotou přiváděného vzduchu 13 °C a udržováním vnitřní teploty vzduchu 23 °C. A to vše za předpokladu, že vzduch vstupující do trysky má teplotu 25 °C, vyplývající z tepelného zisku z okolního vzduchu. Pomocí ročních průměrných údajů o počasí z obou měst akademici simulovali účinek nového systému na nastavení od jednoho do deseti FV panelů.
„Výsledky využití ukazují, že proces chlazení podstatně zvyšuje účinnost článku. A dosahuje přibližně 10,1 % (Dauhá) až 10,25 % (Bejrút) na jeden fotovoltaický modul,“ vysvětlili akademici. „S rostoucím počtem FV panelů tato účinnost klesá, ale zůstává vyšší než hodnota získaná bez chlazení. Relativní zvýšení elektrické účinnosti článků se pohybuje od 15 % u jednoho FV modulu do přibližně 3 % u deseti FV modulů.“
Testování v reálném světě
Při výpočtu rekuperace horkého vzduchu vypouštěného ze zadní strany FV panelu výzkumníci zjistili, že tepelná účinnost dosáhla 98 % v Dauhá a přibližně 80 % v Bejrútu v případě jednoho FV modulu. V případě deseti FV panelů to kleslo na 55 %, respektive 45 %.
„Výsledky využití klimatizačních systémů ukazují, že doba sušení nádobí klesá s rostoucím počtem FV z přibližně 7 hodin na přibližně 1 hodinu,“ dodali. ,,Když se počet FV zvyšuje, teplota vzduchu opouštějícího PV/T systém se jeví vyšší. Což vede k lepšímu procesu sušení.“
Na závěr článku vědci dodali, že budoucí práce by měla zahrnovat testování v reálném světě k ověření výkonu systému. Další výzkum by se podle nich mohl týkat „snah o snižování nákladů, uživatelsky přívětivých integračních metod, účinných systémů monitorování a údržby a úsilí o spolupráci s tvůrci politik při vytváření pobídek a předpisů“.
Jejich zjištění si můžete přečíst v článku „Dvojité využití výfuku klimatizace: FV chlazení a sušení v myčce nádobí“. Ten publikoval Energy and Built Environment. Tým zahrnuje výzkumníky z Los Angeles’s Multiphysics Interaction Lab i Libanonské americké univerzity v Bejrútu. Dále pak Libanonské mezinárodní univerzity a také Kuvajtské univerzity v Perském zálivu pro vědu a technologii.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
