Wydajność paneli słonecznych maleje wraz z temperaturą. Większość dostępnych modeli działa najbardziej optymalnie przy temperaturze 25 stopni. Podczas upalnej, słonecznej pogody ogniwa funkcjonują zdecydowanie słabiej, niż by się nam wydawało. W jaki sposób można ochłodzić panele słoneczne?
Naukowcy z Malezji na łamach Case Studies in Thermal Engineering podzielili się wynikami eksperymentu na unowocześnionym systemie chłodzącym panele słoneczne. Stworzyli oni konstrukcję, która absorbuje ciepło z ogniw fotowoltaicznych. Następnie jest ono przekazywane do systemu rurek z nanocieczą i materiałem zmiennofazowym (PCM), a tam przetwarzane w energię cieplną, którą można wykorzystać dla rozmaite sposoby.
Czytaj też: Ustaw panele słoneczne na swoim polu tylko w ten sposób. Rolnicy będą zachwyceni nową metodą
System chłodzi panele słoneczne z dużą skutecznością. O ile dokładnie obniżył temperaturę?
PCM są materiałami, które potrafią absorbować, akumulować i uwalniać energię w zakresie konkretnej temperatury przemiany fazowej, np. ciało stałe-ciecz.
Systemy fotowoltaiczno-termiczne (PVT), o których mowa, nie są nowością dla świata naukowego. W obecnych badaniach zastosowano innowację w postaci miedzianych rurek, które wewnątrz miały zamontowane mikrożeberka. Takie rozwiązanie miało zwiększyć przewodność cieplną materiału zmiennofazowego.
Uczeni w warunkach laboratoryjnych przeprowadzili eksperyment. Odtworzyli oni warunki solarne przy temperaturze 27 stopni oraz temperaturze płynu operacyjnego wynoszącej 20 stopni. System chłodzący obniżył temperaturę ogniwa fotowoltaicznego z 86,2 do 42,1 stopni, przy czym zauważono, że znacznie wzrosła wydajność termiczna i sprawność modułu. Jak przyznają sami autorzy:
Badania wykazały, że nowy system obniżył temperaturę ogniwa słonecznego bardziej niż inne rozwiązania. Podczas godzinnego okresu testowego nastąpił spadek temperatury o około 45°C.
Ponadto dowiadujemy się także, że wydajność cieplna systemu osiągnęła 77,5 proc, a moc całego układu PVT 14,5 W w porównaniu do 10,49 W w przypadku zwykłego panelu fotowoltaicznego.
Czytaj też: Panele słoneczne niczym billboardy reklamowe. Proste rozwiązanie daje świetne efekty
Prace malezyjskich uczonych były bardzo wstępnymi, ponieważ nie znamy chociażby kosztów instalacji takiego układu chłodzącego na panelach słonecznych. Wykorzystanie miedzianych materiałów do budowy rurek z materiałem zmiennofazowym przynosi jednak cenną cegiełkę do przyszłych badań nad sensownością komercyjnego zastosowania tego systemu.
