Nieuw ontwerp van zonnecellen biedt meer dan 90% efficiëntie, verhoogt de duurzaamheid
Het nieuwe PVT-paneel bestaat uit een fotovoltaïsche module, een Tedlar-laag, twee transparante lagen ethylvinylacetaat (EVA) en een glazen afdekplaat.
Onderzoekers van de Chouaïb Doukkali Universiteit in Marokko hebben grote vorderingen gemaakt in de technologie van zonne-energie door een innovatief type fotovoltaïsch-thermisch (PVT) zonnecellen te ontwikkelen.
Het creatieve ontwerp verbetert de effectiviteit en pakt tegelijkertijd de aanhoudende duurzaamheidsproblemen aan die gepaard gaan met traditionele PVT-modules.
Het team creëerde een aangepaste kanaalbox-warmtewisselaar voor de studie. Dit element vergemakkelijkt verbeterde convectieve warmte-uitwisseling, waardoor het hele oppervlak van het zonnepaneel in direct contact staat met de koelvloeistof.
“In dit werk is een nieuwe aluminium warmtewisselaarconfiguratie ontworpen, bestaande uit 94 kanalen en direct bevestigd aan de PV-module”, legden de onderzoekers uit.
Temperatuurongelijkheid aanpakken
Dit ontwerp probeert effectief het probleem van temperatuurvariatie aan te pakken, een veelvoorkomende uitdaging die bijdraagt aan de achteruitgang en kortere levensduur van conventionele PVT-panelen.
“Dit voorstel probeert het probleem van temperatuurongelijkheid op te lossen, wat van invloed is op de duurzaamheid van PV-panelen”, voegden ze toe.
Dit nieuwe PVT-paneel bestaat uit verschillende belangrijke componenten, zoals een fotovoltaïsche module, een Tedlar-laag, twee transparante ethylvinylacetaat (EVA)-lagen en een glazen afdekplaat.
De warmtewisselaar, die van vitaal belang is voor de functionaliteit van het paneel, is verdeeld in een aluminium vaste zone en een ander gedeelte waar water stroomt als koelmedium.
Bovendien is deze warmtewisselaar verder gesegmenteerd in drie delen: een koelmiddelinlaat (AZ), warmtewisselaar (ZE) en vloeistofafvoer (VZ).
Simulatieresultaten en prestatieverbeteringen
Simulaties die zijn uitgevoerd met COMSOL-software hebben bemoedigende resultaten opgeleverd, wat aangeeft dat het paneel een elektrische efficiëntie van 12,11%, een thermische efficiëntie van 78,59% en een indrukwekkende algehele efficiëntie van 90,7% kan bereiken.
De simulaties benadrukken de aanzienlijke impact van de stroomsnelheid van de koelvloeistof op de prestaties van het paneel.
De experimenten gaven aan dat voor elke 10 L/u stijging van de stroomsnelheid, de temperatuur van de zonnecel met 33,59°F daalt. Deze temperatuurdaling leidt tot een vermogenstoename van 0,798 W en een verbetering van 0,051% in cel efficiëntie.
De warmtewisselingszone van het paneel is voorzien van een alveolaire plaat met een 0,4 mm dikke vlakke boven wand in contact met de PV-module en een 0,4 mm dikke onder wand.
“Het vergemakkelijkt de optimale overdracht van de warmte tussen de PV-module en de circulerende koelvloeistof in de kanalen”, benadrukten de onderzoekers.
Veelbelovende toekomst voor duurzame energie
De naadloze integratie in bouwstructuren en de aanpasbaarheid om lucht- of waterverwarming te leveren, maken het een veelzijdige toevoeging aan duurzaam bouwontwerp.
Deze innovatie in zonnepaneeltechnologie toont veelbelovende mogelijkheden voor duurzame energieoplossingen.
De verbeterde efficiëntie en duurzaamheid van dit nieuwe PVT-paneel, bereikt door innovatief ontwerp en nauwkeurige tests, zou het zonne-energielandschap kunnen revolutioneren.
