Международная исследовательская группа проанализировала существующие технологии охлаждения для солнечных панелей и определила лучшие варианты. Согласно выводам ученых, активное водяное охлаждение наиболее эффективно, хотя оно дорого стоит и не особо практично. Но пассивные системы жидкостного охлаждения, несмотря на свою простоту, ограничены в возможностях.
Полностью работа под названием Advanced cooling techniques of P.V. modules: A state of art опубликована в издании Case Studies in Thermal Engineering. Авторы труда — группа ученых из малайзийского Государственного технического университета в Паханге, индийского Национального технологического института Мауланы Азад и российского Южно-Уральского государственного университета. Кстати, в апреле этого года аналогичный отчет представили исследователи из малайзийского частного вуза Multimedia University.
Авторы нового исследования признают, что сейчас трудно выделить самый простой в использовании и рентабельный метод охлаждения фотомодулей, так как данные об их экономической эффективности отсутствуют. Тем не менее активные системы охлаждения однозначно дороже пассивных, так как последним не нужен источник питания.
В рамках исследования изучались такие способы активного охлаждения, как воздушное и жидкостное охлаждение, в том числе с принудительной циркуляцией жидкости, распыление воды и охлаждение погружением в жидкость. В числе пассивных методов было рассмотрено охлаждение с использованием материалов с фазовым переходом, тепловых трубок и радиаторов, обычных и микроканальных теплообменников, наножидкостей, спектральных фильтров, а также термоэлектрическое, испарительное и радиационное охлаждение. Кроме того, затронуто несколько разрабатываемых гибридных концептуальных систем.
Исследовательская группа указала, что разработчикам систем охлаждения для солнечных батарей необходимо искать баланс между начальными затратами на оборудование, производительностью и расходами на обслуживание. При этом нужно считаться с отсутствием стандартизированных тестов.
«Если система спроектирована без учета влияния окружающей среды, затраты на техобслуживание устройства могут перевесить преимущества улучшенной выходной мощности», — поясняют авторы работы. — Технологии воздушного и водяного охлаждения достаточно развиты. А системы на основе хладагента и теплотрубки пока не приведены к окончательной форме, технические и финансовые проблемы, препятствующие их крупномасштабному использованию, еще остаются».
Ученые считают, что активное жидкостное охлаждение требует дополнительного изучения, а развитие технологий следует направить по пути разработки гибридных систем, способных поддерживать стабильно низкую температуру охлаждаемых поверхностей.
«Дальнейшие исследования должны быть нацелены на один из двух многообещающих методов охлаждения: активное водяное охлаждение и комбинированное охлаждение с тепловыми трубками и радиаторами», — заключили исследователи.