Cara Mengurangkan Suhu Modul PV Dengan Perforasi Bingkai

Pasukan penyelidikan yang diketuai oleh saintis dari China Northeast Electric Power University telah menyiasat kesan perforasi bingkai untuk mengurangkan suhu panel PV menggunakan penyejukan udara pasif.

"Berbanding dengan kajian terdahulu, kebaharuan utama kajian ini adalah penilaian kesan komprehensif bagi perforasi bingkai pada prestasi penyejukan udara pasif, pengurusan haba, dan prestasi elektrik panel PV," kata kumpulan itu. "Analisis terperinci medan aliran udara di sekitar panel PV dan medan suhu panel PV dijalankan, dan kesan corak perforasi bingkai yang berlainan dan bentuk lubang yang berbeza pada persembahan terma dan elektrik panel PV dibandingkan dan dibincangkan.

Pasukan penyelidikan menyiasat 17 reka bentuk perforasi bingkai yang berbeza menggunakan simulasi Dinamik Bendalir Dimensi - Dimensi (CFD).

Simulasi didasarkan pada panel fotovoltaik silikon monocrystalline (PV) yang berukuran 52.8 cm × 32 cm × 1.05 cm. Panel terdiri daripada bingkai aloi aluminium (tebal 2.5 mm), lapisan kaca (3.2 mm), lapisan etilena - vinil asetat (EVA) (0.5 mm), sel PV (0.6 mM), dan papan belakang (0.7 mM).

Domain pengkomputeran adalah kiub berukuran 0.8 m pada setiap sisi, dengan ketinggian pemasangan 0.4 m. Kelajuan angin masuk ditetapkan pada 6.0 m/s. Bahagian angin dan leeward panel diukur 52.8 cm, manakala sisi kiri dan kanan adalah 32 cm. Insiden solar sinaran adalah 900 w/m².

Untuk mengesahkan model mereka, para penyelidik membina persediaan eksperimen menggunakan panel PV silikon monocrystalline yang lebih kecil dengan dimensi 35 cm × 23.5 cm × 1.5 cm. Panel mempunyai kuasa yang diberi nilai 10 W dan dipasang pada sudut kecondongan 50 darjah. Eksperimen dijalankan di Jilin City, Central China, dan hasilnya dibandingkan dengan model simulasi yang berasingan. Analisis menunjukkan perbezaan suhu purata antara nilai simulasi dan diukur hanya 0.2267 darjah, dengan sisihan titik tunggal - maksimum 0.4 darjah.

Sebaik sahaja model CFD disahkan, pasukan mengoptimumkan sudut kecondongan untuk penyejukan pasif, mengenal pasti 11 darjah sebagai yang paling berkesan. Semua simulasi seterusnya kes -kes perforasi telah dijalankan pada kecondongan ini. Reka bentuk perforasi 17 dikelompokkan ke dalam empat kategori berdasarkan bilangan bingkai berlubang: single - sisi, dual - sisi, tri - sisi, dan empat - perforasi sampingan.

Setiap kes dipaparkan sama ada perforasi bulat atau segi empat tepat. Untuk panel dengan perforasi angin dan leeward, lubang bulat mempunyai radius 3 mm dan jarak 58.68 mm; Di sebelah kiri dan kanan, lubang juga 3 mm dalam radius tetapi jarak 64 mm. Perforasi segi empat tepat diukur 4 mm × 100 mm dengan jarak 107 mm, dan 5 mm × 70 mm dengan jarak 60 mm, bergantung pada sisi.

"Kes 2 - dengan lapan lubang bulat radius 3.0 mm pada sisi angin - mencapai suhu panel PV purata terendah (39.37 darjah), suhu maksimum yang paling rendah (42.63 darjah)

"Dari perspektif purata suhu panel PV, 13 reka bentuk perforasi bingkai yang dinilai mengatasi bingkai berlubang ({1}} (kes 1)," tambah mereka. Berbanding dengan panel berlubang bukan -, reka bentuk Case 2 mengurangkan suhu panel sebanyak 5.44 darjah. Di bawah keadaan angin tidak -, bingkai berlubang menurunkan suhu purata sebanyak 37.8 darjah dan peningkatan kecekapan penukaran fotoelektrik sebanyak 2.89%.

Hanya tiga reka bentuk perforasi - kes 3, 7, dan 8 - yang kurang baik berbanding dengan panel berlubang bukan -. Kes 3 menampilkan lubang bulat di sebelah leeward, Case 7 mempunyai lubang segi empat tepat di sebelah leeward, dan Case 8 mempunyai lubang segi empat tepat di sebelah kiri. "Bertentangan dengan andaian yang sama, penggerudian lebih banyak lubang ke dalam bingkai tidak semestinya meningkatkan prestasi penyejukan panel PV," kata pasukan itu.

Kerja mereka dibentangkan dalam "Penilaian Kesan Perforasi Bingkai untuk Mengurangkan Suhu Panel Photovoltaic dengan Penyejukan Udara Pasif," yang diterbitkan dalam Kajian Kes dalam Kejuruteraan Thermal. Penyelidik dari China Northeast Electric Power University, Shengu Group, dan University of Science and Technology of China mengambil bahagian dalam kajian ini.