Ефективността на новия хибриден слънчев колектор надхвърля 90 процента

Изследователи от университета Chouaib Doukkali в Мароко са разработили нов вид фотоволтаичен термичен (PVT) соларен панел. За да се подобри отвеждането на топлината, екипът е разработил специален алуминиев топлообменник с канали във формата на пчелна пита. Той гарантира, че охлаждащата течност е в пряк контакт с всяка точка от повърхността на соларния панел, което спомага за по-равномерното разсейване на топлината. В резултат на това панелът постига обща ефективност от 90,7%, а освен това е по-издръжлив от традиционните модели.

PVT панелът е хибридна слънчева клетка, която съчетава функциите на слънчевите колектори и слънчевите панели в един и същ панел. С други думи, това е хибриден панел, който позволява едновременното производство на електроенергия и топлинна енергия от слънчевото излъчване.

Новият PVT панел се състои от няколко основни компонента: фотоволтаичен модул, слой от поливинилфлуорид (Tedlar), два прозрачни слоя от етилов винилацетат (EVA) и стъклен преден панел. Топлообменникът, който е най-важният елемент на панела, е разделен на зона от твърд алуминий и секция, през която циркулира вода в качеството на охлаждаща течност. Освен това този топлообменник е допълнително разделен на три части: вход за охлаждащата течност (AZ), топлообмен (ZE) и изход за течността (VZ).

Алуминиевият топлообменник с 94 канала е интегриран директно в слънчевия панел. По този начин се решава проблемът с температурните колебания, които често водят до влошаване на качеството и съкращаване живота на традиционните PVT панели.

Зоната за топлообмен на панела представлява плоча тип „пчелна пита“ с плоска горна стена с дебелина 0,4 mm, която е в контакт с фотоволтаичния модул, и долна стена с дебелина 0,4 mm. Тази конструкция спомага за оптимален топлообмен между фотоволтаичния модул и циркулиращата в каналите охлаждаща течност.

Симулациите, проведени с помощта на софтуера COMSOL, показаха окуражаващи резултати: панелът може да постигне електрическа ефективност от 12,11%, топлинна ефективност от 78,59% и впечатляваща обща ефективност от 90,7%.

Симулациите също така подчертаха голямото влияние на дебита на охлаждащата течност върху ефективността на панела. Експериментите показаха, че при всяко увеличение на дебита на охлаждащата течност с 10 литра на час температурата на слънчевия панел се понижава с 0,88 °C. Това понижение на температурата води до увеличаване на изходната мощност с 0,798 W и до повишаване на ефективността на клетките с 0,051%.

Лесното интегриране в сградите и възможността за осигуряване на отоплението на въздуха и водата правят този панел универсално решение за енергийно ефективното строителство. Усъвършенстваният дизайн и строгите тестове са довели до висока ефективност и дълготрайност, което го прави обещаващ инструмент за преход към устойчива зелена енергия.