Международная исследовательская группа разместила резервуар с маслом нима на задней стороне солнечных модулей для охлаждения. Сообщается, что предложенное решение повышает производительность фотоэлектрических панелей до 17,8%.
Схема экспериментальной установки
Изображение: Инженерный колледж Конгу, Электротехника, Лицензия Creative Commons CC BY 4.0
Группа ученых во главе с Инженерным колледжем Конгу в Индии исследовала использование отработанного масла нима в качестве решения для охлаждения фотоэлектрических модулей.
Масло нима добывают из семян дерева нима и обычно используют в качестве лекарства от некоторых кожных заболеваний.
Исследователи объяснили, что это масло действует как материалы с фазовым изменением (PCM), которые могут поглощать, хранить и выделять большое количество скрытого тепла в определенных температурных диапазонах. PCM часто использовались на исследовательском уровне для охлаждения фотоэлектрических модулей и хранения тепла .
«Масло нима имеет хороший температурный диапазон, имеет высокую физическую плотность, химически стабильно и некоррозионно, экологически не загрязняет окружающую среду, пригодно для повторного использования и переработки, экономически недорого и легко утилизируется», — добавили они. «Обычно любой PCM, используемый для охлаждения, должен иметь низкую теплопроводность, стабильность и цикличность. Масло нима выполнило все ограничения».
Для своей экспериментальной установки ученые использовали монокристаллические и поликристаллические модули мощностью 50 Вт площадью 43,18 см × 35,56 см. На задней стороне разместили масляный бак глубиной 4,064 см и на 83,33% заполнили отработанным маслом. Остальная часть задней боковой поверхности сохранилась как «передышка».
Масло заменялось каждые 30 минут, а ежедневные расходы составляли 15 рупий (0,18 доллара США) как для монокристаллической, так и для поликристаллической конфигурации. Чтобы освободить место для замененного масла, отработанное масло, которое уже использовалось для охлаждения, слили в резервуар-отстойник. Резервуар контролируется клапаном, поэтому после использования «утилизация масла нима очень проста», подчеркнули в группе.
Установки были протестированы на открытом воздухе в апрельский день и сравнены с контрольными установками без охлаждения маслом нима. При пиковом излучении монокристаллический модуль выдавал мощность 39,9 Вт, а поликристаллический — 41,6 Вт.
Что касается монокристаллической и поликристаллической систем охлаждения с маслом нима, то их температуры снизились на 2,29% и 4,34% соответственно, а эффективность увеличилась на 15,0% и 17,8% соответственно.
Ученые сравнили эти результаты с результатами, достигнутыми другими маслами, используемыми для охлаждения в предыдущей литературе, и обнаружили, что масло нима на сегодняшний день обеспечивает наилучшие характеристики охлаждения солнечных панелей. «Кокосовое масло составляет 9,0% и 10,40%, кунжутное масло — 8,90% и 13,90%, а арахисовое масло — 14,0% и 16,80% соответственно», — сказали они.
Собрав эти результаты, научная группа сравнила это с использованием других пищевых масел в качестве охлаждающих жидкостей для фотоэлектрических систем, как описано в предыдущей литературе.
Температуры монокристаллических и поликристаллических систем при охлаждении маслом нима снижаются до 2,29% и 4,34% соответственно по сравнению с температурами монокристаллических и поликристаллических пищевых масел: кокосового масла — 3,76% и 4,09%, кунжутного масла — 4,27% и 3,98%, и арахисовое масло — 2,25% и 4,30% соответственно.
Их результаты были представлены в исследовании « Новый метод повышения эффективности солнечной фотоэлектрической установки с использованием масла нима в качестве охлаждающей среды для приложений большой мощности — экспериментальное исследование », опубликованном в журнале Electrical Engineering.
В исследовательскую группу вошли ученые из Технологического института Коимбатура, Технологического института Рамакришны и Технологического колледжа Тени Каммавар Сангам, а также Катарского университета .
Экспериментальная система
Изображение: Инженерный колледж Конгу, Электротехника, Лицензия Creative Commons CC BY 4.0