Іспанські вчені побудували систему охолодження з теплообмінниками на сонячних панелях і U-подібними теплообмінниками, встановленими в свердловині на глибині 15 метрів. Дослідники стверджують, що це знижує температуру панелей до 17%, одночасно покращуючи продуктивність приблизно на 11%.
Дослідники з Університету Алькали в Іспанії розробили техніку охолодження для сонячних модулів, яка використовує підземний однофазний контур теплообмінника із замкнутим контуром , який діє як природний радіатор.
«Наші аналізи, проведені для різних типів житлових і комерційних установок, показують, що система є економічно життєздатною з періодами амортизації інвестицій, які коливаються від п’яти до десяти років», – сказав дослідник Ігнасіо Валіенте Бланко журналу pv .
Технологія охолодження передбачає застосування теплообмінника на задній стороні сонячної панелі для видалення надлишкового тепла. Це тепло передається під землю теплоносієм, який охолоджується іншим U-подібним теплообмінником, введеним у свердловину на глибині 15 метрів, наповнену природною водою з підземного водоносного шару.
«Системі охолодження потрібна додаткова енергія, щоб активувати насос охолоджуючої рідини», — пояснили дослідники. «Оскільки це замкнутий контур, різниця потенційної енергії між дном свердловини та сонячною панеллю не впливає на енергоспоживання системи охолодження».
Вчені перевірили систему охолодження на автономній фотоелектричній установці, яку вони описали як типову сонячну ферму з одноосьовою системою відстеження. Масив складається з двох модулів потужністю 270 Вт, поставлених іспанською компанією Atersa . Вони мають температурний коефіцієнт – 0,43% на градус Цельсія.
Теплообмінник сонячної панелі в основному складається з набору з шести пластично деформованих, сплощених U-подібних мідних труб, кожна з яких має діаметр 15 мм. Всі труби термічно ізольовані пінополіетиленом і підключені до загальних вхідних і вихідних колекторів діаметром 18 мм. Дослідницька група використовувала постійну швидкість потоку теплоносія 3 л/хв або 1,8 л/хв на квадратний метр сонячної панелі.
Експеримент показав, що технологія охолодження може знизити робочу температуру сонячного модуля на 13–17 C. Це також покращило продуктивність модуля приблизно на 11%, що означає, що протягом усього дня охолоджена панель забезпечуватиме на 152 Вт·год більше, ніж її неохолоджений аналог, згідно з дослідженням.
Вчені представили систему охолодження в «Підвищення ефективності фотоелектричних сонячних модулів шляхом охолодження за допомогою підземного теплообмінника », яка нещодавно була опублікована в Journal of Solar Energy Engineering .
«З необхідними інвестиціями систему цілком можна використовувати в звичайних установках», — сказав Вальєнте Бланко.