Ali morajo sončne celice odvajati toploto?

Sončne plošče ustvarjajo določeno količino toplote med procesom pretvarjanja sončne energije v električno. Če se ta toplota ne razprši pravočasno, bo povzročila dvig temperature plošče akumulatorja, kar bo vplivalo na njegovo učinkovitost in življenjsko dobo proizvodnje energije. Zato je odvajanje toplote sončnih kolektorjev potrebno in pomemben ukrep za izboljšanje njihove učinkovitosti in zanesljivosti.

Potreba po odvajanju toplote

Učinkovitost sončnih celic je tesno povezana s temperaturo. V idealnem primeru so sončne celice najbolj učinkovite, če delujejo pri sobni temperaturi (približno 25 stopinj Celzija). Vendar pa lahko v dejanskih aplikacijah, ko solarni kolektorji delujejo pod neposredno sončno svetlobo, njihova površinska temperatura naraste do 40 stopinj Celzija ali celo višje. Povišanje temperature bo povzročilo zmanjšanje napetosti odprtega tokokroga akumulatorja in s tem zmanjšanje izhodne moči akumulatorja. Poleg tega bodo visoke temperature pospešile proces staranja baterije in skrajšale njeno življenjsko dobo.

Hladilna tehnologija

Da bi rešili problem odvajanja toplote sončnih kolektorjev, so raziskovalci in inženirji razvili različne tehnologije odvajanja toplote, ki vključujejo predvsem pasivne in aktivne metode.

1. Pasivno hlajenje: Pasivno hlajenje ne zahteva dodatnega vnosa energije. Zanaša se na fizične procese, kot so naravna konvekcija, sevanje in prevodnost za odvajanje toplote. Na primer, zadnja stran sončnih kolektorjev je običajno zasnovana s toplotnimi odvodi ali prevlekami za odvajanje toplote, da se poveča območje izmenjave toplote z okoliškim zrakom in spodbuja odvajanje toplote.
2. Aktivno hlajenje: Aktivno hlajenje zahteva dodaten vnos energije za poganjanje procesa hlajenja, kot je uporaba ventilatorjev, črpalk ali drugih mehanskih naprav za izboljšanje učinka hlajenja. Čeprav je ta metoda učinkovita, bo povečala porabo energije in kompleksnost sistema.

Inovativna hladilna rešitev

V zadnjih letih je bilo predlaganih in raziskanih nekaj inovativnih rešitev za hlajenje. Na primer, materiali s fazno spremembo se uporabljajo kot mediji za odvajanje toplote, ki so lahko podvrženi faznim spremembam, ko absorbirajo toploto, s čimer absorbirajo in shranijo veliko količino toplote, kar pomaga vzdrževati ustrezno delovno temperaturo akumulatorske plošče. Poleg tega je raziskovalna skupina razvila polimerni gel, ki lahko absorbira vlago ponoči in sprosti vodno paro podnevi, s čimer zmanjša temperaturo sončnih kolektorjev s hlajenjem z izhlapevanjem, hkrati pa izboljša učinkovitost proizvodnje električne energije.

Vrednotenje učinka odvajanja toplote

Učinkovitost hladilnih tehnologij se pogosto ocenjuje z merjenjem temperature in učinkovitosti proizvodnje električne energije sončnih kolektorjev. Raziskave kažejo, da lahko učinkovito odvajanje toplote znatno zniža delovno temperaturo panelov in izboljša njihovo učinkovitost pri pridobivanju električne energije. Na primer, z uporabo zgoraj omenjene tehnologije hlajenja z gelom so raziskovalci ugotovili, da je mogoče temperaturo sončnih kolektorjev znižati za 10 stopinj Celzija, učinkovitost proizvodnje električne energije pa povečati za 13 % do 19 %.

Uporaba tehnologije odvajanja toplote

Tehnologija odvajanja toplote sončnih kolektorjev ima različne potrebe in vidike v različnih scenarijih uporabe. Na primer, v sušnih območjih je vode malo, zato je treba razmisliti o možnostih varčevanja z vodo ali hlajenja brez vode. V območjih z visoko vlažnostjo lahko vlago uporabite za učinkovito odvajanje toplote.

v zaključku

Odvajanje toplotesončni kolektorji je ključnega pomena za zagotovitev njihovega učinkovitega in dolgoročno stabilnega delovanja. S sprejetjem ustrezne tehnologije odvajanja toplote je mogoče ne samo izboljšati učinkovitost proizvodnje električne energije plošče, ampak tudi podaljšati njeno življenjsko dobo. Z razvojem tehnologije se lahko v prihodnosti pojavijo učinkovitejše, okolju prijaznejše in varčnejše rešitve hlajenja, ki bodo zadovoljile vse večje povpraševanje po pridobivanju sončne energije.