Учени предлагат иновативна водна охладителна система за фотоволтаични модули

22.08.2024   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Изследователски екип от Университета в Нотингам и Югозападния университет "Дзяо Тун" в Китай разработи водна система със затворен контур за охлаждане на фотоволтаични инсталации, която може да предложи 24-часова непрекъсната работа, съобщават изобретателите в публикация в научното списание Applied Energy. Счита се, че системата е особено подходяща за горещи и сухи региони и удължава живота на соларните панели с до 8,2%.

Повече за разработката

Фотоволтаичното (PV) производство на електроенергия се явява съществено решение за справяне с изчерпването на изкопаемите горива и екологичните последици от използването им. Въпреки това, работата на фотоволтаичните панели обикновено се възпрепятства от свръхвисоки работни температури, което води до намалена ефективност, както и до ускорена амортизация на панелите.

За да се реши този проблем, особено за региони с горещ и сух климат, изследователите предлагат охладителна система със затворен цикъл за непрекъснато регулиране на температурата на фотоволтаичните панели както през деня, така и през нощта, като по този начин се намаляват температурните колебания и се повишава общата производителност, като същевременно се забавят темповете на амортизация.

Системата със затворен контур се състои от фотоволтаичен модул с няколко слоя, резервоар за вода с капацитет 150 l, водопроводни тръби и циркулационна помпа. На задната страна на панела е поставена абсорбираща плоча, към която са заварени медни тръби за вода. Резервоарът за вода образува пълен затворен контур с помпата и PV модула, свързани чрез водопроводните тръби.

Проучването се фокусира върху анализа на конструкцията на системата за охлаждане със затворен контур чрез изследване на ефектите на различни параметри, включително формата на резервоара за вода, броя на тръбите и дебита на водната маса. Изследват се и се анализират също така общата дневна и годишна производителност на системата и степента на влошаване на експлоатационните параметри на фотоволтаичния панел.

Ключови констатации

Основните констатации от проучването са обобщени за PV панел с площ 0,988 m², както следва:

• Съхраняването на студена вода ефективно намалява температурните колебания във фотоволтаичния модул, като поддържа относително по-ниски температури и увеличава изходната мощност, особено при по-големи резервоари за съхранение;
• Установено е, че различните форми на резервоара имат минимално въздействие, тъй като не предлагат допълнителни пътища за разсейване на топлината. Увеличаването на броя на тръбите под PV панела увеличава топлообмена, съответно през деня се отдава, а през нощта се разсейва повишено количество топлина;
• Повишеният масов дебит води до по-ниски температури на фотоволтаичните панели и повишаване на производителността, докато по-ниските дебити имат обратния ефект. Предложеното PV охлаждане демонстрира 1,7% увеличение на електрическата мощност в сравнение с конвенционалните PV панели с масов дебит от 0,04 kg/s;
• Тези подобрения на производителността могат да доведат до голямо повишаване на надеждността на фотоволтаичния модул с до 33% (6 години) в сравнение с конвенционалните дизайни.

Резултатите показват, че предложената система е много подходяща за сухи и горещи региони със значителни температурни вариации през денонощието. От една страна, фотоволтаичната ефективност и изходната мощност могат да бъдат подобрени чрез охлаждане чрез циркулация на вода в затворен контур през деня. Успоредно с това се постига намаляване на температурните колебания на PV панела през деня и нощта, а продължителността на живота на PV панела значително се увеличава с до 33% в сравнение с конвенционалните дизайни, обобщават авторите.

Ключови думи: фотоволтаични инсталации   водна охладителна система   охлаждане  

Област: ОВК