Hiszpańscy naukowcy zbudowali system chłodzenia z wymiennikami ciepła paneli słonecznych i wymiennikami ciepła w kształcie litery U zainstalowanymi w studni na głębokości 15 metrów. Naukowcy twierdzą, że zmniejsza to temperaturę paneli nawet o 17%, jednocześnie poprawiając wydajność o około 11%.
Naukowcy z Uniwersytetu Alcalá w Hiszpanii opracowali technikę chłodzenia modułów słonecznych, która wykorzystuje podziemny jednofazowy zamknięty obieg wymiennika ciepła, który działa jak naturalny radiator.
„Nasze analizy, przeprowadzone dla różnych typów instalacji mieszkalnych i komercyjnych, pokazują, że system ten jest ekonomicznie opłacalny przy okresach amortyzacji inwestycji wynoszących od pięciu do dziesięciu lat” – powiedział magazynowi pv badacz Ignacio Valiente Blanco.
Technologia chłodzenia polega na zastosowaniu wymiennika ciepła z tyłu panelu słonecznego w celu usunięcia nadmiaru ciepła. Ciepło to jest przenoszone pod ziemię przez chłodziwo, które jest chłodzone przez inny wymiennik ciepła w kształcie litery U umieszczony w 15-metrowym odwiercie wypełnionym naturalną wodą z podziemnej warstwy wodonośnej.
„System chłodzenia potrzebuje dodatkowej energii, aby aktywować pompę chłodziwa” – wyjaśniają naukowcy. „Ponieważ jest to zamknięta pętla, różnica w energii potencjalnej między dnem odwiertu a panelem słonecznym nie wpływa na zużycie energii przez system chłodzenia”.
Naukowcy przetestowali system chłodzenia na samodzielnej instalacji fotowoltaicznej, którą opisali jako typową farmę słoneczną z jednoosiowym systemem śledzenia. Układ składa się z dwóch modułów o mocy 270 W dostarczonych przez hiszpańską firmę Atersa. Ich współczynnik temperaturowy wynosi 0,43% na stopień Celsjusza.
Wymiennik ciepła panelu słonecznego składa się głównie z zestawu sześciu odkształconych plastycznie, spłaszczonych miedzianych rurek w kształcie litery U, każda o średnicy 15 mm. Wszystkie rurki są izolowane termicznie pianką polietylenową i podłączone do wspólnych kolektorów wlotowych i wylotowych o średnicy 18 mm. Zespół badawczy zastosował stałe natężenie przepływu chłodziwa wynoszące 3 l/min lub 1,8 l/min na metr kwadratowy panelu słonecznego.
Eksperyment wykazał, że technologia chłodzenia może obniżyć temperaturę roboczą modułu słonecznego o 13-17 C.