Új megközelítést dolgoztak ki a kutatók a napelemként és napkollektorként is működő eszközök hatékonyságának növelésére. A kínai Csian Csiaotong Egyetem kutatói napelemként és napkollektorként is működő fotovoltaikus termikus (PVT) eszközöket kombináltak vulkáni tufaköveket hasznosító talajhőcserélők (GHE) által biztosított hőtároló megoldással – számol be a PV Magazine. „Ez a megközelítés kihasználja a vulkáni tufakövek egyedülálló termikus tulajdonságait, például nagy porozitásukat és hővezető képességüket, ezzel fokozva a hűtést, a hőszabályozást és az energiatárolás hatékonyságát” – mondta Ahmad Alqatamin, a csapat vezetője. „A hagyományos PVT-rendszerek ingadozó hőmérsékleti körülmények között fennálló korlátait kezelve rendszerünk fenntartható energiatárolást biztosít, miközben a napelemes cellákat is hűti” – tette hozzá.

A kombinált rendszer egy GHE-vel integrált PVT-tömbből, egy 150 literes hőtároló tartályból, az abban lévő hőcserélőből, egy centrifugális mágneses szivattyúból, egy ventilátorból, egy áramlásmérőből, egy adatgyűjtőből, egy fan coil egységből, valamint több, különböző pontokon elhelyezett szivattyúból és érzékelőből áll. A szakemberek jordániai Tafilában építettek fel egy prototípust, a PVT-modulok névleges teljesítménye egyenként 50 W, a cellák hatásfoka 18%, rövidzárlati árama 3,01 A, nyitófeszültsége pedig 21,6 V volt.

A GHE-t egy lyukra helyezték el, amelyet tufával töltöttek ki, ezen könnyű, jó hőkapacitású anyag bőségesen megtalálható az országban. A kivezetőre egy szellőztetőt helyeztek, ez a környező levegőt szívja át a rendszeren, amely így kölcsönhatásba lép a geotermikus energiával. A helyszínen mért adatokat egy GHE nélkül működő PVT-referenciarendszer információival vetették össze. Az eredmények alapján a vulkáni tufa révén a kapcsolódó, napenergiát hasznosító modulok hőmérséklete 23% százalékkal csökkent, miközben teljesítményük 17,25%-os növekedést mutatott. Utóbbi 6,25%-os javulást jelentett a referenciarendszerhez képest. A javasolt eszköz 70,61%-os termikus hatásfokot is elért, szemben a referenciarendszer 58,66%-os hatásfokával.

A kutatók szerint eredményeik rávilágítanak a tufában rejlő lehetőségekre. A csapat abban bízik, hogy a későbbiekben különböző környezeti feltételek mellett is tesztelhetik megközelítésüket.

Kép forrása: Xi’an Jiaotong University