Új passzív technika a napelem panelek hűtésére

Egyiptomi tudósok megvizsgálták víz, alumínium-oxid és kálcium-klorid hexahidrát elegyének hatékonyságát a napelem modulok hűtésénél. Optimális teljesítmény akkor tapasztaltak, amikor 75% vizet használta a kutatás megállapításai szerint.

2020. május 6. szerda, forrás: mnnsz.hu

Az Egyiptomi Benha Egyetem tudósai olyan passzív hűtési technikát javasoltak a napelem panelekhez, amelyeknek alapját víz és alumínium-oxid (Al2O3) keveréke, és fázisváltó anyagként kálcium-klorid hexahidrát (CaCl2H12O6) alkotja. A fázisváltó anyagok (phase change materials, PCMs) – olyan vegyületek, amelyek képesek a hőenergia tárolására és hozzájárulnak a hőmérséklet stabilizálásához – képesek nagy mennyiségű „látens” elnyelésére vagy felszabadítására, amikor megváltozik a fizikai állapotuk: például amikor felolvadnak vagy megfagynak.

A Benha kutatócsoportja a passzív hűtőanyag különböző összetételű keverékeit próbálta ki egy 50 kW-os polikristályos napelem panelen és összehasonlította a teljesítményét egy kezeletlen panelével Kairóban, a nyári hónapokban.

A rendszer a hűtőegység használatához egyenáramú szivattyúkat, szelepeket, vízórát és csatlakozócsöveket vettek igénybe. A víz és alumínium-oxid (Al2O3)/fázisváltó anyagok számára alumínium csatornákat készítettek. A csatornákat két déli irányba néző panel alatt helyezték el, és a vízszinteshez képest 30 fokkal megdöntötték.

Technika

A fázisváltó anyagokkal készült keveréket olvadáspontig hevítették, hogy folyadékot nyerjenek, és az alumíniumból készült csatornákban alumínium-oxid (Al2O3) nanorészecskéket juttattak. „A részecskék eloszlását a fázisváltó folyadékban keverőtartály segítségével érték el, négy különböző tömegszázalékos koncentráció mellett” – számolt be a csoport.

A kutatók rögzítették a napelem áramerősségét és feszültségét, az elülső és a hátsó panel hőmérsékletét, a be- és kilépő víz hőmérsékletét, a nap besugárzást, a környezet légszáraz hőmérsékletét és a szél sebességét.

„A hűtési rendszer alkalmazása során akár vizet, és/vagy az alumínium-oxid (Al2O3)/fázisváltó keveréket használtuk, jelentős esés következett be a cella hőmérsékletét illetően a hűtetlen panelhez képest” – jelezte az egyiptomi csapat.

A kutatók szerint a víz és az alumínium-oxid/fázisváltó anyag keverékének teljesítménye meghaladta a csak vízzel működő rendszerét, és legjobb eredményt 75% víz és 25% Al2O3/fázisváltó anyag esetén rögzítették.

Víz használata

Bár az Al2O3/fázisváltó keverék használata önmagában nem elég a legjobb eredmény eléréséhez, a víz, mint hűtőközeg iránti igény csökkentése optimális megoldást jelenthet a napelemek telepítésénél – vélték a kutatók.

A kutatás megállapításait a Fotovoltaikus cellák teljesítményének javítása Al2O3/ fázisváltó keverék és/vagy vízhűtési technikák segítségével (Performance enhancement of the photovoltaic cells using Al2O3/PCM mixture and/or water cooling-techniques) című tanulmányban ismertették, amelyet a Megújuló Energia (Renewable Energy folyóiratban és a ScienceDirect weboldalán tettek közzé.

Egy hasonló, CaCl2.6H2O–Fe3Cl2.6H2O eutektikum fázisváltó anyag felhasználásával működő technikát nemrégiben mutattak be India KPR technológiai intézetének valamint a Nemzeti Mérnöki Kollégiumnak indiai kutatói.

Forrás: pv-magazine