Zöld Energia
Kókusz segíthet a napelemek működésének javításában
A napelem-hatékonyság növelésének egyik legjobb módszere a hűtés, a hőmérséklet csökkentéséhez azonban nem feltétlenül kellenek bonyolult berendezések.
A kókuszrost remek tulajdonságait sokan ismerik. Egy új tanulmány alapján az anyag a napelemek terén is hasznosítható. Egy indiai és maláj szakértőkből álló csoport azt vizsgálta, hogy miként befolyásolják a napelemeket a különböző passzív hűtési technikák – számol be az alternativenergia.hu. A kutatók a modulok közelébe telepített növények, illetve a panelek alatt elhelyezett kókuszrost hatásait is felmérték. Nagy meglepetésükre mindkét megoldás segítette a hőmérséklet mérséklését, illetve növelte a teljesítményhozamot. Sőt, egyenesen a kókuszrost bizonyult a leghatékonyabbnak.
A szakértők öt technikát teszteltek déli tájolású, 15 fokos dőlési szögű, 50 wattos polikristályos modulokon a délkelet-indiai Kumbakonamban. A növényeket a napelemektől mintegy 10 centiméterre helyezték el. A második módszerben a panelekre üvegházi hálót helyeztek, hogy elkerüljék a napnak való túlzott kitettséget. A harmadikban az előző két technikát kombinálták, míg a negyedikben vízzel átáztatott kókuszrostot tettek a modulok alá. Az ötödik módszert a fázisváltó anyagok adták. A csapat infravörös hőmérővel gyűjtötte az adatokat reggel 9 és délután 4 között. A modulok teljesítményét egy olyan napelemével vetették össze, amelynél semmilyen technikát nem alkalmaztak. A bizonytalanság az eredményekben 2 százalék. A kontrollpanel 17,8 volt feszültséget mutatott, a hűtési megoldásokkal az érték 18,1 és 20,3 között mozgott. A legjobban a kókuszrost teljesített, ennek hátterében az anyag jó nedvességmegtartó képessége állhat. A második helyen 20 volttal a növények és üvegházi hálók kombinációja végzett, a leggyengébben a háló teljesített.
A rendszer teljesítménye hűtés nélkül átlagosan 32,6 watt volt, ez a hőmérséklet csökkentésével ez 10,82 és 36,38 watt közé módosult. A nagy eltérést a hűtési rendszerek okozta áramlási változások okozhatták. A kókuszrost ugyanakkor ezen a téren is jól szerepelt, az átlagos teljesítményt 36,38-ra növelte. A teljesítményhozam terén az anyag 11,34 százalékos javulást hozott, míg a második legjobbak, 7,34 százalékkal, a növények lettek. A leglátványosabb, 14 Celsius-fokos modulhőmérséklet-csökkenést a háló és a növények együttesen okozták.
Zöld Energia
Vége lehet a napelemek túlmelegedésének? Új hűtési technológiát teszteltek
Szaúd-arábiai és algériai kutatók olyan passzív napelemes hűtési rendszert fejlesztettek, amely akár 9 Celsius-fokkal csökkentheti a panelek hőmérsékletét, miközben javítja a rendszer hatékonyságát.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Szaúd-Arábiai és algériai kutatók olyan új, passzív hűtési megoldást fejlesztettek ki fotovoltaikus-termikus (PVT) rendszerekhez, amely lépcsőzetes légcsatornát és perforált, V alakú alumínium bordákat alkalmaz a napelemek mögött. A számítógépes szimulációk szerint a konstrukció akár 9 Celsius-fokkal is csökkentheti a napelemek felületi hőmérsékletét, miközben a rendszer maximális hőtechnikai hatásfoka elérheti a 31 százalékot. A megoldás különösen a magas napsugárzási intenzitású, száraz éghajlatú térségekben lehet érdekes. A fejlesztés alapötlete, hogy a hagyományos napelemes rendszerekben a felmelegedő modulok mögött kialakuló, viszonylag állandó légréteg akadályozhatja a hő távozását. A kutatók ezért egy lépcsőzetes kialakítású légcsatornát alkalmaztak, amelynek feladata a természetes légáramlás megzavarása és a hőátadás javítása. A rendszer további fontos elemei a perforált, V alakú alumíniumbordák, amelyek növelik a hőleadásra rendelkezésre álló felületet, valamint elősegítik a levegő keveredését.
A konstrukció egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy teljesen passzív módon működik. A levegő áramlását a hőmérséklet-különbségből eredő felhajtóerő biztosítja, így nincs szükség ventilátorokra, szivattyúkra vagy külső energiaforrásra. Ez nemcsak az energiafelhasználást csökkentheti, hanem az üzemeltetést is egyszerűbbé teheti, mivel kevesebb mozgó alkatrészre van szükség.
A kutatók az ANSYS Fluent szoftver segítségével végeztek számítógépes áramlástani és hőátadási szimulációkat. A vizsgált PVT-kollektor 2,4 méter hosszú és 0,54 méter széles volt, a szerkezetet pedig 32 fokos dőlésszögben modellezték. A napelemmodul mögött elhelyezett lépcsőzetes légcsatorna két levegőbevezető nyílással és egy kivezetéssel rendelkezett. A perforált alumíniumbordák 5 milliméter átmérőjű nyílásokat kaptak.
Az eredmények szerint az új konstrukció maximális hőtechnikai hatásfoka 31 százalék volt, szemben a referencia-rendszer 29,4 százalékos értékével. Az elektromos hatásfok 14,8 százalékot ért el, míg az összehasonlítási alapként használt rendszer 14,6 százalékot produkált. A legnagyobb hőteljesítmény 400 watt, az elektromos teljesítmény pedig 180 watt volt. A napelem felületi hőmérsékletét a passzív hűtési megoldás akár 9 kelvinnel, vagyis 9 Celsius-fokkal mérsékelte.
A gazdaságossági számítások derült időjárási körülmények között 5,8 éves, felhős időben pedig 7,2 éves megtérülési időt jeleztek. A kutatók becslése szerint egy tíz panelből álló rendszer évente 3,2 tonna szén-dioxid-kibocsátás elkerüléséhez járulhat hozzá, ami 25 év alatt összesen 80 tonnát jelenthet.
A kutatás eredményeit az Ain Shams Engineering Journal című tudományos folyóiratban publikálták, „A computational investigation of a staircase-configured PVT air system with perforated V-shaped fins for passive cooling” címmel. A tanulmányban a szaúd-arábiai Al-Madinai Iszlám Egyetem, az algériai El Oued Egyetem és a Megújulóenergia-fejlesztési Központ kutatói működtek közre.
Fontos korlátozás: az eredmények számítógépes szimulációkon alapulnak, ezért a tényleges üzemi teljesítmény és a számított megtérülés igazolásához további gyakorlati tesztekre is szükség lehet.
Borítókép: pv magazine / ai
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaA Duna alacsony vízállása miatt veszélybe kerülhet Budapest ivóvízbázisa
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás óta
Hidrogénnel töltenék meg a jövő energiahálózatait: fontos teszt indul Romániában
-
Zöldinfó3 nap telt el a létrehozás ótaEgy újabb figyelmeztető jel: teljesen eltűnt a Triglav-gleccser
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaÚj lendületet kaphat az építőipar: milliárdos beruházásokat indíthatnak el az új lakástámogatások
-
Zöldinfó1 nap telt el a létrehozás ótaRekordmeleg nyarak jöhetnek: így tehetik ellenállóbbá épületeiket a vállalkozások
