Ερευνητές εφάρμοσαν νέα τεχνολογία για ηλιακούς συλλέκτες χρησιμοποιώντας νερό (θαλασσινό, βρύσης και αφαλατωμένο)
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα πρότεινε μια νέα τεχνολογία ψύξης στρώματος στάσιμου νερού για ηλιακούς συλλέκτες.
Η θερμοκρασία του πάνελ μειώθηκε έως και 8,2 °C, ενώ η ισχύς εξόδου αυξήθηκε κατά περίπου 28%.
«Αυτή η εργασία εισάγει μια απλή, χαμηλού κόστους και καινοτόμο μέθοδο για την ψύξη με εμβάπτιση των φωτοβολταϊκών μονάδων, διασφαλίζοντας ότι το κουτί διακλάδωσης και το πλαίσιο αλουμινίου παραμένουν απομονωμένα από την επαφή με το υγρό», εξήγησαν οι ερευνητές.
Οι λεπτομέρειες των συστημάτων ψύξης βρίσκονται στο άρθρο «Πτυχές απόδοσης και σύνδεσης νερού-ενέργειας της φωτοβολταϊκής μονάδας μηδενικής κλίσης με ψύξη στάσιμου νερού», που δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports.
Ερευνητές από το Ινδικό Ινστιτούτο Πετρελαίου και Ενέργειας (IIPE), το Πανεπιστήμιο Άντρα (AU) της Ινδίας, το Κέντρο του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Πετρελαίου Ρατζίβ Γκάντι (RGIPT) και το Ισπανικό Πανεπιστήμιο της Χαέν συμμετείχαν στην έρευνα.
Χρήση 3 ειδών νερού
Για να αξιολογήσει την απόδοση του συστήματος, η ομάδα κατασκεύασε μια πειραματική διάταξη και δοκίμασε την τεχνολογία ψύξης χρησιμοποιώντας 3 τύπους νερού (θαλασσινό, βρύσης και αφαλατωμένο).
«Συγκρίναμε την απόδοση της φωτοβολταϊκής μονάδας αναφοράς (μη ψυχόμενης) με αυτήν της φωτοβολταϊκής μονάδας που ψύχεται με εμβάπτιση στο νερό όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση, την ηλεκτρική απόδοση, την εξεργειακή απόδοση και τον δείκτη βιωσιμότητας», πρόσθεσαν.
Τόσο το σύστημα αναφοράς όσο και το σύστημα που ψύχεται με εμβάπτιση στο νερό βασίστηκαν σε μια ηλιακή μονάδα 1 kW.
Για το ψυχόμενο πάνελ, 4 διαφανείς γυάλινες λωρίδες, πάχους 3,0 mm και ύψους 30,0 mm η καθεμία, προσαρτήθηκαν κατά μήκος της περιμέτρου της μπροστινής επιφάνειας της φωτοβολταϊκής μονάδας χρησιμοποιώντας κόλλα σιλικόνης.
Αυτή η διαμόρφωση δημιούργησε ένα ανοιχτό δοχείο νερού που συγκρατούσε ένα στρώμα νερού πάχους 1,0 cm.
Τα πειράματα διεξήχθησαν μεταξύ 9:30 π.μ. και 4:30 μ.μ. κατά τη διάρκεια του Μαΐου και του Ιουνίου 2024 στο Ινδικό Ινστιτούτο Πετρελαίου και Ενέργειας (IIPE) στο Βισακαπατνάμ, στην Aνατολική Ινδία.
Τι Ph είχε το θαλασσινό νερό
Το θαλασσινό νερό που χρησιμοποιήθηκε στα πειράματα είχε pH 7,96, ηλεκτρική αγωγιμότητα 50.456,67 μS/cm, συνολικά διαλυμένα στερεά 25.230 ppm, αλατότητα 32,92 PSU και θολερότητα 0,71 NTU.
Τι Ph είχε το νερό βρύσης
Το νερό της βρύσης είχε αντίστοιχες τιμές 6,67, 1.160 μS/cm, 580 ppm, 0,57 PSU και 0,36 NTU, ενώ το αφαλατωμένο νερό είχε 6,26, 38,33 μS/cm, 19,33 ppm, 0,02 PSU και 0,28 NTU, αντίστοιχα.
Τα πλεονεκτήματα του αφαλατωμένου νερού
Οι ερευνητές ανέφεραν ότι το αφαλατωμένο νερό παρήγαγε τη μεγαλύτερη μείωση θερμοκρασίας σε σύγκριση με την μονάδα αναφοράς (8,2 C) με αποτέλεσμα αύξηση 28,3% στην ημερήσια ενεργειακή απόδοση.
Το θαλασσινό νερό μείωσε τη θερμοκρασία της μονάδας κατά 7,4°C και αύξησε την απόδοση κατά 14,9%, ενώ το νερό βρύσης πέτυχε μείωση θερμοκρασίας 7,2°C και αύξηση ενέργειας κατά 16,6%.
«Για κάθε επιπλέον βατώρα ενέργειας που παρήχθη, καταναλώθηκαν περίπου 97 mL θαλασσινού νερού, 106 mL νερού βρύσης και 68 mL αφαλατωμένου νερού για την ψύξη της φωτοβολταϊκής μονάδας με τα αντίστοιχα υγρά.
Οι απώλειες εξάτμισης ήταν υψηλότερες για το αφαλατωμένο νερό και χαμηλότερες για το θαλασσινό νερό», σημείωσαν οι ερευνητές.
Η ομάδα τόνισε ακόμη ότι «η φωτοβολταϊκή συστοιχία με βάση το θαλασσινό νερό πέτυχε το χαμηλότερο κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και ξεπέρασε τόσο τις συστοιχίες με βάση το νερό βρύσης όσο και τις συστοιχίες με βάση το αφαλατωμένο νερό όσον αφορά τη διάρκεια ζωής της μονάδας, λόγω της άφθονης διαθεσιμότητας και του αμελητέου κόστους του θαλασσινού νερού».
Από περιβαλλοντικής άποψης η φωτοβολταϊκή συστοιχία με βάση το αφαλατωμένο νερό επέδειξε την καλύτερη απόδοση.
Σε διάστημα 20 ετών, το δυναμικό μετριασμού των καθαρών εκπομπών CO₂ βρέθηκε να είναι 44,2% υψηλότερο από αυτό της φωτοβολταϊκής συστοιχίας αναφοράς.
www.worldenergynews.gr
