Российские учёные разработали новый метод охлаждения солнечных панелей

Группа исследователей из Уральского федерального университета предложила новый метод активного охлаждения солнечных фотоэлектрических модулей, суть которого заключается в распределении воды по обеим сторонам модуля при помощи тонкой сетки из хлопковых нитей. Такая система охлаждения способна значительно снизить рабочую температуру модуля и привести к общему повышению его выходной мощности на 30,3%.

Система, названная разработчиками «Dual surface cooling», состоит из перфорированной ПВХ-трубки диаметром 16 мм, прикрепленной к верхней части модуля, которая распределяет воду по передней и задней поверхности, и хлопковой сетки, которая крепится на заднюю поверхность модуля, впитывает воду и распределяет её по поверхности.

Вода поступает из резервуара, расположенного выше по уровню, чем фотоэлектрический модуль, что позволяет воде свободно течь под действием силы тяжести. Однако необходим насос, чтобы перекачивать воду обратно в резервуар. Лист из алюминия улавливает испаряющуюся воду и направляет её в резервуар, который закреплен под солнечной панелью, затем эта вода возвращается в резервуар для повторного использования. «В алюминиевом листе были проделаны отверстия, чтобы обеспечить некоторый уровень воздухообмена внутренней части панели с окружающим воздухом», - подчеркнула группа российских исследователей.

Метод был протестирован на двух солнечных панелях размером 95 × 45 см, мощностью 30 Вт-пик с углом наклона 45 градусов каждая. На одну из панелей устанавливалась система охлаждения, а вторая работала без какого-либо охлаждения. Для оценки изменения температуры поверхности фотомодулей использовался тепловизор Testo 875, термометр и термопары. По ходу эксперимента сравнивались производительности систем с охлаждением и без него.

 

Гистограмма распределения температуры и тепловые изображения для неохлаждаемой (а) и  охлаждаемой(б) панелей

 

Измерения показали, что температура охлаждаемой панели достигала в среднем 35,72°C, а неохлаждаемая панель нагревалась до 59,27°C. Кроме того, охлаждаемая панель имела среднюю мощность 13,03 Вт и напряжение 18,53 В по сравнению с 10 Вт и 16,71 В для случая фотоэлектрической системы без охлаждения. Средний КПД охлаждаемого модуля составил 14,36% по сравнению с 12,83% неохлаждаемой панели.

Стоит отметить, что система, хотя и была протестирована в реальных условиях, однако экономическая составляющая охлаждающего механизма никак не оценивалась. Забегая вперёд можем сообщить, что исследовательская группа продолжает работу над усовершенствованием системы и планирует добавить сетчатые фильтры в резервуар под панелью, чтобы отфильтровать мусор и грязь, а также учесть влияние скорости потока воды на производительность фотомодуля.

Источник: PV magazine

Закрепите на Pinterest