印度和马来西亚的一个研究小组调查了几种太阳能电池板被动冷却技术的有效性,包括在组件周围放置植物或在组件下面放置椰糠,令人惊讶的是,这两种技术在降低温度和发电量方面都提供了良好的性能。


一个印度-马来西亚的科学家小组对应用于光伏组件的几种被动冷却技术进行了回顾,发现两种基于椰壳髓和植物的系统在发电量方面提供了最强的改善。


研究人员在位于印度泰米尔纳德邦Kumbakonam的一个倾斜角度为15度的南向50瓦多晶组件上测试了五种技术。它们是:在面板周围放置10厘米左右的植物;使用放置在面板顶部的温室网,防止过度暴露在阳光下;植物和温室网的结合;在面板下方放置浸水椰壳;以及使用相变材料(PCMs)。


从上午9点到下午4点,通过红外温度计进行测量,并将五种设置的性能与无冷却辅助的参考面板的性能进行比较。根据所用仪器的准确度和精密度,分析的总不确定度在2%以内,学者们规定。


未冷却的面板显示平均电压为17.8 V,使用冷却技术时,该值在18.1 V到20.3 V之间。椰糠具有最高的价值,因此在功率输出方面具有最佳的性能,学术界将其归因于其保湿性能。植物和温室网的组合产生了第二个最佳性能,电压为20 V,其次是PCM冷却和植物冷却,分别在19.8 V和19.3 V下提供了第三和第四个最佳效果。仅温室网络就能够产生18.1伏的电压,比没有冷却的模块稍高。”这可以归因于温室保持了温度,不允许更多的阳光通过,”研究小组解释说。


测量还表明,未冷却的模块的平均功率输出为32.6 W,冷却后的窗格玻璃的平均功率输出在10.82 W和36.38 W之间。学者们将这一差距解释为冷却系统引起的电流变化。”对于椰壳髓冷却,平均输出功率为36.38 W,”他们强调当采用温室和植物冷却相结合时,平均输出功率为19.59 W。”

如何采用相变材料和椰糠冷却光伏组件

通过椰壳冷却实现了模块功率输出率的最大改善(11.34%),而采用空气作为冷却剂介质的工厂冷却则以7.34%的功率增长实现了次佳效果。模块运行温度的最大降低——14摄氏度——是通过将植物与温室网结合起来实现的,而仅温室网就能够将温度降低12摄氏度。”椰壳冷却技术提供了最大的功率改善和最佳的温度降低,”科学家补充说与非制冷光伏组件相比,电站冷却技术提供了更好的温度调节和显著的功率增强。”


被动冷却技术的回顾可在《光伏组件可持续被动冷却策略:比较分析》一文中找到,该文发表在《热工案例研究》中。这个研究小组是由来自印度的SaSTRa被视为大学的科学家和马来西亚的马来西亚大学彭亨大学的科学家组成的。后者在10月份发表了一篇关于应用于光伏发电的所有被动和冷却技术的广泛评论。


该研究提出了主动技术,包括气基冷却、液基冷却、强制水循环、液浸冷却,以及被动方法,如PCM冷却、热管、散热器或散热片和热交换器、微通道热交换器、辐射天空冷却、纳米流体冷却,热电冷却、蒸发冷却和光谱过滤器冷却。

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