Πατέντα ερευνητών: Ψύξη φωτοβολταϊκών μονάδων με βάση θάλαμο νερού

Σύστημα ψύξης φωτοβολταϊκών μονάδων ανέπτυξε ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Μάλτας. Το σύστημα βασίζεται σε θάλαμο νερού και μπορεί να τοποθετηθεί στο κενό στο πίσω μέρος των τυπικών μονάδων. Σύμφωνα με τους ερευνητές , η εφεύρεση μπορεί να είναι επωφελής για υπεράκτιες ή πλωτές εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών, λόγω των απεριόριστων πόρων νερού, και μπορεί επίσης να ωφελήσει τόσο τον οικιακό όσο και τον βιομηχανικό τομέα, οι οποίοι στοχεύουν στην εγκατάσταση φωτοβολταϊκών μονάδων και τη λειτουργία τους με αυξημένη απόδοση.

Το σύστημα αποτελείται από μια κάτω πλάκα που είναι συνδεδεμένη στις βάσεις του πλαισίου μιας φωτοβολταϊκής μονάδας για να δημιουργηθεί ένας θάλαμος νερού ακριβώς κάτω από την πίσω πλευρά του πάνελ. "Αυτός ο θάλαμος νερού ορίζεται από το πίσω φύλλο της μονάδας του φωτοβολταϊκού, τον τοίχο του πλαισίου και την κάτω πλάκα," εξήγησαν οι επιστήμονες. "Παραδείγματα υλικών κατάλληλων για την κάτω πλάκα περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, το αλουμίνιο, το ανοξείδωτο χάλυβα, το πολυαιθυλένιο τερεφθαλικό (PET), το πολυπροπυλένιο και το πολυϊμίδιο."

Ο θάλαμος νερού περιλαμβάνει έναν εισαγωγέα νερού και έναν εκτοξευτήρα νερού που είναι τοποθετημένοι στις αντίθετες πλευρές του τοίχου του πλαισίου. Ένας αισθητήρας θερμοκρασίας είναι συνδεδεμένος στο πίσω φύλλο της μονάδας φωτοβολταϊκού και είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένος με ένα εξωτερικό κουτί σύνδεσης. Όλα αυτά τα εξαρτήματα είναι σφραγισμένα με αδιάβροχο υλικό.

Το σύστημα περιλαμβάνει ένα διανομέα ροής που είναι υδραυλικά συνδεδεμένο με την εισαγωγή στο εσωτερικό του τοίχου του πλαισίου. "Αυτός ο διανομέας ροής είναι διαμορφωμένος για να παρέχει ομοιόμορφη δυναμική ροής εντός του θαλάμου νερού με σκοπό την εκδίωξη του θερμού νερού με όσο το δυνατόν λιγότερη ανάμειξη," είπε η ομάδα. "Η κατασκευή του διανομέα ροής περιλαμβάνει μια συναρμολόγηση από έναν σύνδεσμο σε σχήμα T που συνδέεται με την εισαγωγή νερού στο ένα άκρο και δύο γωνίες 45 μοιρών που συνδέονται με τα άλλα δύο άκρα του συνδέσμου σε σχήμα T."

Η προτεινόμενη λύση περιλαμβάνει επίσης έναν προσαρμογέα σωλήνα που είναι υδραυλικά συνδεδεμένος με τον εκτοξευτήρα νερού στην εξωτερική επιφάνεια του τοίχου του πλαισίου και έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει εύκολη εγκατάσταση του πάνελ. "Ο προσαρμογέας σωλήνα μπορεί να περιστραφεί έτσι ώστε το νερό στον θάλαμο να έρθει σε πλήρη επαφή με το πίσω φύλλο της μονάδας PV, ανεξάρτητα από τη γωνία εγκατάστασης, διασφαλίζοντας τη μέγιστη μεταφορά θερμότητας," δήλωσαν οι ακαδημαϊκοί, σημειώνοντας ότι το νερό αντλείται στο σύστημα ψύξης μέσω μιας αντλίας νερού που μπορεί να χρησιμοποιεί είτε θαλασσινό νερό είτε νερό από μια δεξαμενή.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το προτεινόμενο σύστημα μπορεί να παρέχει καθαρό κέρδος ηλεκτρικής ενέργειας πάνω από 9% και θερμικές αποδόσεις έως και 56%.

"Η τροποποιημένη μονάδα φωτοβολταϊκού που ενσωματώνει το σύστημα ψύξης κοστίζει 9,7% περισσότερο από τις τρέχουσες τυπικές μονάδες" εξήγησε ο Mulè Stagno. "Ένα σύστημα PV που περιλαμβάνει τον σχεδιασμό ψύξης εκ των υστέρων στην τρέχουσα κατάσταση θα κοστίζει το διπλάσιο της τιμής των τρέχοντων τυπικών μονάδων . Ωστόσο, αυτές οι τιμές υπολογίστηκαν με βάση πρωτότυπα 'μία φορά' και επομένως η μαζική παραγωγή αναμένεται να μειώσει τα κόστη σημαντικά. Επίσης, λαμβάνοντας υπόψη τις θερμικές αποδόσεις λόγω της θέρμανσης του νερού και όχι μόνο τις ηλεκτρικές αποδόσεις λόγω της ψύξης των φωτοβολταϊκών, αυτές οι τιμές έχουν ήδη νόημα."