Zarządzanie ciepłem ogniw fotowoltaicznych ma kluczowe znaczenie dla utrzymania odpowiedniej sprawności elektrycznej. Naukowcy z Uniwersytetu Zhejiang i Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju w Chinach zbadali chłodzenie radiacyjne (RC) ogniw słonecznych ze względu na ich pasywny charakter i prostotę konstrukcyjną.
Komercyjne ogniwa słoneczne są zwykle obudowane osłonami ze szkła o wysokiej emisyjności,
a zatem dodatkowy potencjał obniżenia temperatury ogniw przez RC nie jest znaczący. Nowa konfiguracja systemu maksymalizująca potencjał RC składa się z modułu fotowoltaicznego do wytwarzania energii elektrycznej, modułu RC do odprowadzania ciepła na zewnątrz oraz rurki cieplnej do szybkiego i wydajnego przesyłania ciepła między dwoma modułami.
Autorzy badania przeprowadzili analizę porównawczą obniżenia temperatury i poprawy wydajności pomiędzy proponowanymi i wcześniej badanymi układami. Poprzez COMSOL (wieloplatformowe oprogramowanie – symulator projektów, urządzeń i procesów) badany jest również wpływ parametrów wejściowych, takich jak: promieniowanie słoneczne, temperatura otoczenia, prędkość wiatru, emisyjność atmosfery, długość grzejnika i rezystancja rurek cieplnych mających wpływ na wydajność systemu. Wyniki pokazują, że w przeciwieństwie do konwencjonalnego modułu wyposażonego w klasyczne szkło, proponowany system zapewnia maksymalne obniżenie temperatury ogniwa o 12,86 °C, co odpowiada względnemu wzrostowi sprawności elektrycznej o 7,25%.
Aby poprawić efekt chłodzenia, należy spełnić trzy główne wymagania. Chłodnice radiacyjne nie powinny zastępować istniejących szklanych osłon fotowoltaicznych. Należy wykorzystać naturalną zdolność szkła dla zwiększenia efektywność chłodzenia oraz zastosować sprawny i szybki mechanizm wymiany ciepła pomiędzy modułem fotowoltaicznym, który jest jednocześnie źródłem ciepła, a radiatorem RC. Ponadto moduł RC powinien być skierowany bezpośrednio ku górze, dla maksymalnego odprowadzania ciepła.
Autorzy opracowania zapowiedzieli dalsze prace nad obniżeniem kosztów proponowanej technologii.
Źródło: ResearchGate, autorzy opracowania: Salman Ahmed, Senji Li, Zhenpeng Li, Gang Xiao, Tao Ma
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
){kind=link}