Лъчисто охлаждане подобрява ефективността на CPV системите

Учени от университета Пърдю демонстрираха CPV система, интегрирана с лъчисти охладители, за която изследователите твърдят, че може да работи при по-ниска температура и по-високо напрежение в отворена верига в сравнение с обичайните CPV устройства, базирани на клетки от галиев антимонид (GaSb).

В своя прототип изследователите са тествали три различни охлаждащи структури при редица скорости на вятъра и слънчеви топлинни натоварвания. „Проведохме и множество експерименти на открито, обхващайки най-лошите и най-добрите възможни работни сценарии за лъчистото охлаждане, за да проверим цялостната производителност“, обясниха те.

От двете страни на радиатора на системата CPV са разположени два лъчисти охладителя от натриево-карбонатно стъкло. Тестът е проведен на измервателна платформа, състояща се от три камери, оборудвани с френелова леща с ефективен диаметър шест инча и алуминиеви огледала. Първата камера съдържа CPV устройството с охладителите, а втората камера разполага с идентична система без технология за охлаждане. Първата камера е запечатана камера с покритие от филми с ниска плътност (LDPE), докато втората е с отворена структура. Според изследователския екип, първата конфигурация отразява работното състояние на CPV с нулева скорост на вятъра, тъй като LDPE филмът може да прекъсне директната конвекция от радиатора към околния въздух.

Трета камера е само със сензор за топлинна мощност за наблюдение на падащата слънчева енергия.

„При директно слънчево нагряване температурите се повишиха значително и в двете камери, като по този начин се намали производителността и на двете клетки при различно темпо“, подчертаха учените. „По-конкретно, температурата в камера 1 (с охладители) се повишава по-бавно от температурата на камера 2 (без охладители), както се очакваше“. Средното фокусирано слънчево огряване по време на експеримента е около 6,1 W.

Това означава, че температурата в диапазона на GaSb клетките може да спадне с минимум 5 до максимум 36 градуса по Целзий. „Доколкото ни е известно, максималният спад на температурата дори надминава някои активни методи за въздушно охлаждане“, заявиха учените.

Намаляването на температурата, осигурено от охлаждащата система, е довело до увеличаване на напрежението на отворената верига на клетката между 8% и 27%. „Резултатите ясно показват, че радиационното охлаждане е от полза за всички случаи, въпреки вариациите в радиаторите и метеорологичните условия“, уточниха още изследователите. Те смятат, че температурните спадове, осигурени от лъчистата техника на охлаждане, могат значително да подобрят живота на CPV системите. „С лъчистото охлаждане PV може да работи при по-високи слънчеви концентрации при същата температура, за да подобри ефикасността и мощността“, заключиха те. „Надяваме се, че тази работа може да помогне за мотивиране на по-нататъшни проучвания върху комерсиално подходящи CPV проекти за охлаждане, както и други системи, които могат да се възползват от лъчистото охлаждане.“

Техниката бе представена в статия в сп. Joule.

Снимка: Университет Пърдю

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*