Wyższa wydajność fotowoltaiki. Naukowcy wiedzą, jak ją osiągnąć

Choć instalacje fotowoltaiczne najlepiej pracują w mocno słonecznej pogodzie, Słońce może być także ich wrogiem. Moc nominalna modułów podawana jest dla tzw. warunków STC, w których zakładana temperatura to 25 stopni Celsjusza. Im cieplej, tym panele gorzej pracują. Przyjmuje się, że standardowe moduły tracą ok. 1 proc. swojej mocy wraz ze wzrostem ich temperatury o trzy stopnie Celsjusza. Z tego względu warto zadbać o dobre chłodzenie instalacji.

Zadania tego podjęli się naukowcy z Universiti Kebangsaan Malaysia. Jak czytamy w serwisie pv-magazine, stworzyli oni prototypowy system fotowoltaiczny PVT, wykorzystujący nanociecz, dzięki czemu chłodzenie jest bardziej wydajne.

Panele fotowoltaiczne PVT to dobrze znane już rozwiązanie. Oprócz prądu generują one także ciepło, dzięki systemowi hydraulicznemu. Produkcja ciepła przynosi podwójne korzyści, ponieważ obniża temperaturę modułów, co z kolei zwiększa ich wydajność. Malezyjscy naukowcy podeszli do tematu w nieco inny sposób.

W ich systemie opartym o rury miedziane wykorzystany został materiał zmiennofazowy (PCM), który ma duże właściwości akumulacyjne, jeśli chodzi o energię cieplną. Co więcej, wykorzystane do transportu cieczy rurki posiadają mikrożeberka, co miało na celu poprawę przewodności cieplnej w systemie.

Ta prototypowa instalacja została wykonana w oparciu o niewielki moduł fotowoltaiczny, którego moc wynosi 30 W, a wymiary to 64 na 36 na 2,5 cm. Zastosowane rurki miedziane mają średnicę 9,52 mm, a ilość nanocieczy PCM to 2,75 kg. W układzie znalazł się też wymiennik ciepła i zbiornik wyrównawczy

- Ciecz robocza ze zbiornika jest tłoczona przez pompę przez PVT. Aby utrzymać stałą temperaturę na wejściu, płyn traci pozyskiwane ciepło, przepływając przez wymiennik ciepła połączony z jednostką chłodzącą - komentują naukowcy.

Naukowcy testowali system w różnych warunkach nasłonecznienia. W temperaturze 27 stopni Celsjusza, z cieczą roboczą mającą 20 stopni, udało się obniżyć temperaturę modułu fotowoltaicznego z 86,2 do 42,1 stopni. Wiązało się to z osiągnięciem wydajności modułu na poziomie 89 proc.

Jak czytamy w pv-magazine, naukowcy nie podali kosztów zastosowania tego rodzaju instalacji po przeskalowaniu jej do rozmiarów, które mogłyby zostać wykorzystane choćby w energetyce prosumenckiej. Twierdzą jednak, że pozyskiwanie energii elektrycznej i cieplnej dzięki zastosowaniu nanocieczy i rurek z mikrożeberkami przynosi lepsze efekty, niż w dowolnym innym badanym systemie.