Nowy sposób na pasywne chłodzenie paneli fotowoltaicznych

Zespół naukowców z Uniwersytetu Benha w Egipcie opracował projekt pasywnego chłodzenia paneli fotowoltaicznych. Układ używa wody i mieszaniny tlenku glinu oraz związku zmiennofazowwego(PCM). Najbardziej wydajny okazał się roztwór o 25-procentowym stężeniu. 

Do swoich badań egipscy naukowcy wykorzystali polikrystaliczne moduły o mocy 50W. Porównali oni wydajność mieszaniny tlenku glinu Al2O3 z heksahydratem chlorku wapnia (CaCl2H12O6) – meteriału zmiennofazowego PCM i tych samych zmieszanych ze sobą związków, ale rozcieńczonych w wodzie. Sprawdzono także chłodzenie wodne i pracę panelu bez chłodzenia.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Panele zainstalowano i uruchomiono w miesiącach letnich w Kairze. Przyłączono do nich system, na który składały się pompy cieczy na prąd stały, zawory, przepływomierz wody i rurki łączące wykonane z aluminium. W nich znajdowały się badane substancje.

Podczas pracy paneli mieszaninę PCM ogrzano do temperatury topnienia, aby przekształciła się  w ciecz, zaś nano cząsteczki tlenku glinu zmieszały się z nią w aluminiowych cewkach. Naukowcy notowali przepływ prądu, temperatury na powierzchni i na spodzie modułów, temperatury wlotu i wylotu wody, promieniowanie słoneczne, temperaturę powietrza i prędkość wiatru.

Wyniki doświadczenia

Egipscy badacze odnotowali we wnioskach, że „zastosowanie układu chłodzenia, niezależnie od tego, czy stosuje się wodę i/lub tlenek glinu z PCM, zapewnia zauważalny spadek temperatury w porównaniu z niechłodzonym [panelem]”. Dodatkowo zauważyli, że mieszanina wody z chłodziwem Al2O3/PCM jest skuteczniejsza od samej wody albo samej opracowanej substancji. Najlepszą wydajność odnotowano jednak przy roztworze o stężeniu 25-procentowym. 

Co prawda, wykorzystanie samego tlenku glinu z PCM nie przyniosło zadowalających efektów, to potwierdzono, że użycie wody przynosi optymalne rezultaty przy chłodzeniu instalacji fotowoltaicznych. Podobne badania przeprowadzili naukowcy z indyjskiego Instytutu Inżynierii i Technologii KPR oraz National Engineering College. Oni jednak użyli eutektyki z chlorkiem żelaza (CaCl2.6H2O – Fe3Cl2.6H2O).

Źródło: pv-magazine.com