Фотоволтаични системи за охлаждане в пустинята

Учени от Саудитска Арабия предложиха нов метод за повишаване ефективността на  фотоволтаичните системи за охлаждане. В географски райони като Саудитска Арабия, където температурата на околната среда може да бъде по-висока от 35 °C за продължителни периоди през цялата година, техниките на охлаждане често търпят ограничения в приложението заради условията. 

Фотоволтаичните панели преобразуват слънчевата светлина директно в електричество. Ефективността им обаче се намалява с 0,4% до 0,65% за всеки градус над 25 °C, достигнат на повърхността на панела. Затова е необходима оптимална система за охлаждане и изследваните до този момент техники трябва да бъдат допълнително проучени, твърдят учените. 

Съвременните методи за охлаждане на фотоволтаичните панели разчитат предимно на въздух или вода като охлаждаща среда. Температурата на панела обаче може да се регулира и с помощта на материали за промяна на фазата, които да абсорбират топлината от панела, като парафиновия восък. Те поддържат фотоволтаичните клетки в приемливи работни температури, без да причиняват драстичен спад на напрежението, особено в региони с горещи климатични условия. 

Материалите за фазова промяна (PCM) са материали за съхранение на енергия, които изискват сравнително голямо количество енергия при смяна на фазите от твърда към течна. Тази енергия се извлича от околната среда под формата на топлина. Особеното обаче е, че PCM не променя температурата си, докато промяната на фазата все още не е завършена. Това означава, че голямо количество топлина може да се съхранява точно при температурата на топене на въпросното вещество – затова говорим и за латентно съхранение на топлина. И обратно, топлината се освобождава, когато PCM се охлади и отново се втвърди. 

Учените доказаха, че ако РСМ е фиксиран за задната част на соларния панел, той може да намали температурата на повърхността със средно 4,4 °C и да увеличи ефективността със средно 2,2%. Резултатите показват още, че в сравнение с правоъгълна форма, трапецът показва значително по-добри характеристики на охлаждане с незначително изменение на температурата на повърхността на панела. Новопредложената конфигурация на PV / PCM система показва повишаване на ефективността и генерирането на енергия съответно от 17% и 14,6% в пиково време. 

Според учените предстои още работа по проекта, но новата конфигурация има потенциала да повиши ефективността на модулите за охлаждане, базирани на фотоволтаични системи, което може да доведе до промяна на живота в местности със специфични климатични условия, каквито са пустините например.