Skupina výzkumníků v Egyptě studovala použití částečně ponořených úhlových perforujících žeber (PSAPF) a pevných žeber (PSASF) k posouzení jejich schopnosti odstraňovat přebytečné teplo z plovoucí fotovoltaiky ve venkovním prostředí Středozemního moře. Tým zjistil, že optimalizovaný modul PSAPF-FPV dosáhl LCOE 1,5 Kč/kWh.
Výzkumný tým hodnotící nový design chladiče jako způsob snížení tepelné degradace na plovoucích fotovoltaických systémech (FPV) v Port Said v Egyptě zjistil, že částečně ponořená úhlová perforační žebra (PSAPF) byla vysoce účinná při zvyšování odvodu tepla ze systémů.
Při hodnocení negativních účinků tepla na FPV výzkumníci zjistili, že „každé zvýšení provozní teploty o 1 °C mělo za následek 0,5 % pokles elektrické účinnosti fotovoltaických modulů“.
Pro boj s tímto problémem skupina provedla experimenty s použitím dvou odlišných konstrukcí ponořených chladičů, jednoho s perforovanými žebry (PSAPF) a druhého s pevnými žebry (PSASF). Hodnotili tepelný a elektrický výkon ve srovnání s referenčním polem FPV bez chlazení (FPV-R). Zpráva uvádí, že cílem bylo „identifikovat optimální produktivitu FPV modulu z hlediska konstrukce chladiče, provozní teploty modulu, rychlosti větru a vodního proudu.“
S proudem povrchové vody 0,3 m/s a větru o rychlosti 5 m/s se směrem 60 ° vědci zjistili, že použití PSAPF vedlo ke zvýšení elektrické účinnosti o 28,11 % a snížení provozní teploty o 33,31 %. na FPV-R. Použití PSASF vedlo k 22,82 % zvýšení elektrické účinnosti a 28,39 % snížení provozní teploty ve srovnání s FPV-R.
Experiment s použitím perforovanými a pevnými žebry
„Vygenerovaný výkon modulů FPV-PSASF a FPV-PSAPF vzrostl o 18,14 % a 22,77 % v porovnání s modulem FPV-R. A dosáhl tak průměrných hodnot 56,59 W a 58,81 W,“ uvedla skupina. A poznamenala, že všechny systémy fungovaly za stejných podmínek.
Akademici použili dvě uspořádání hliníkových lamel ve tvaru U, z nichž každá byla dlouhá 900 mm. Každé pole mělo 12 úhlových žeber. Přičemž 600 mm na zadní straně FPV se vystavilo okolnímu vzduchu. A dalších 300 mm se ponořilo ve velké vodní nádrži. Ta simulovala skutečnou vodní plochu. Žebra rozšířila teplosměnnou plochu FPV a odváděla teplo konvekcí.
Výzkumníci zvolili hliník jako materiál pro uspořádání žeber „kvůli jeho dobré tepelné vodivosti, nízké hmotnosti a nízké ceně“. Výzkumníci připojili žebra k ploché hliníkové desce před použitím pryskyřice k jejich připevnění k zadní straně zkoumaných modulů. Tento způsob umožnil snadnou instalaci nebo odstranění uspořádání ploutví.
Podle skupiny „Ekonomické hodnocení odhalilo, že LCOE modulu PSAPF-FPV s optimalizovaným stavem se snížilo o 17,70 % na 1,5 Kč/kWh. Zatímco PSASF při připojení částečně ponořených úhlových pevných ploutví snížilo LCOE o 12,50 %, v porovnání s referenčním modulem FPV na 1,58 Kč/kWh. Perforovaná žebra poskytovala nejen lepší výsledky než plná žebra, ale také snížila hmotnost materiálu žebra ve srovnání s tím o 15 %.
Závěry výzkumníků se objevily v článku „Inovativní chladicí technika pro plovoucí fotovoltaický modul: Přijetí částečně ponořených úhlových žeber“. Ten se publikoval v Energy Conversion and Management: X. Mezi autory patří členové fakulty z Port-Said University a také výzkumník z egyptského ministerstva elektřiny a obnovitelné energie.
„Budoucí studie se zaměří na kvantifikované míry zadržené vody a také na celkové snížení odpařování. Tyto, stejně jako další související strategie chlazení, by měly být v budoucnu dále zkoumány,“ uzavřeli autoři.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
