Исследователи из Университета Шуаиб Дуккали в Марокко разработали новый тип фотоэлектрической тепловой (PVT) солнечной панели. Для улучшения теплоотвода команда разработала специальный алюминиевый теплообменник с ячеистыми каналами. Он обеспечивает непосредственный контакт охлаждающей жидкости с каждой точкой поверхности солнечной панели, что способствует более равномерному отводу тепла. В результате панель достигает общей эффективности 90,7%, а также отличается долговечностью, по сравнению с традиционными моделями.
PVT-панель — это гибридный солнечный элемент, сочетающий функции солнечных коллекторов и солнечных батарей в одной панели. Иными словами, это гибридная панель, которая позволяет одновременно получать электроэнергию и тепловую энергию от солнечного излучения.
Новая PVT-панель состоит из нескольких ключевых компонентов: фотоэлектрический модуль, слой поливинилфторида (Tedlar), два прозрачных слоя этилвинилацетата (EVA) и стеклянная лицевая панель. Теплообменник, являющийся важнейшим элементом панели, разделен на твердую алюминиевую зону и секцию, по которой циркулирует вода в качестве охлаждающей жидкости. Кроме того, этот теплообменник дополнительно разделен на три части: вход для охлаждающей жидкости (AZ), теплообмен (ZE) и вывод жидкости (VZ).
Алюминиевый теплообменник с 94 каналами непосредственно интегрируется в солнечную панель. Это решает проблему температурных колебаний, которая часто приводит к ухудшению состояния и сокращению срока службы традиционных PVT-панелей.
Зона теплообмена панели представляет собой ячеистую пластину с плоской верхней стенкой толщиной 0,4 мм, контактирующей с фотоэлектрическим модулем и нижней стенкой толщиной 0,4 мм. Эта конструкция способствует оптимальному переносу тепла между фотоэлектрическим модулем и циркулирующей охлаждающей жидкостью в каналах.
Моделирование, проведенное с использованием программного обеспечения COMSOL, показало обнадеживающие результаты: панель может достичь электрической эффективности 12,11%, тепловой эффективности 78,59% и впечатляющей общей эффективности 90,7%.
Моделирование также подчеркнуло большое влияние скорости потока охлаждающей жидкости на производительность панели. Эксперименты показали, что при увеличении расхода охлаждающей жидкости на каждые 10 литров в час температура солнечной батареи снижается на 0,88°C. Это снижение температуры приводит к увеличению выходной мощности на 0,798 Вт и повышению эффективности ячейки на 0,051%.
Простота интеграции в здания и возможность обеспечивать как воздушное, так и водяное отопление делают эту панель универсальным решением для энергоэффективного строительства. Улучшенный дизайн и тщательные испытания позволили достичь высокой эффективности и долговечности, что делает ее перспективным инструментом для перехода к устойчивой энергетике.
