Алюмінієва фольга знижує температуру подвійних скляних фотоелектричних модулів на 6°C

Команда дослідників на чолі з вченими з Наньчанського університету Китаю запропонувала додати алюмінієву (Al) фольгу всередину фотоелектричних модулів, щоб покращити їхню теплопровідність у площині та охолодити їх зсередини. Команда запропонувала два методи розміщення алюмінієвої фольги, виготовила їх і порівняла з еталонним пристроєм без ШІ.

«Методи пасивного охолодження, такі як охолодження зі зміною фази та радіаційне охолодження, розсіюють тепло від поверхні фотоелектричного модуля, не враховуючи теплопередачу в площині поблизу сонячної батареї», — сказав учений. «У цій статті ми вставляємо алюмінієву фольгу з хорошою теплопровідністю в структуру фотоелектричного модуля, щоб розсіювати тепло з бічного напрямку, одночасно покращуючи рівномірність температури в площині фотоелектричного модуля».

У першій структурній моделі між сонячною батареєю c-Si та шаром вінілацетату (EVA) (CAE) було розміщено алюмінієву фольгу товщиною 0,5 мм, тоді як у другій структурній моделі вона була розміщена між EVA та шаром скла (EAG). Еталонний модуль також був створений без шару алюмінієвої фольги. Площа всіх шарів становила від 250 мм до 250 мм, за винятком комірки, яка мала розміри від 156 мм до 156 мм. На задній частині кожного модуля була прикріплена термопара.

Стандартні фотоелектричні модулі, фотоелектричні панелі EAG і CAE були розміщені одночасно на підставці, яка була нахилена на 30° на південь. «Експерименти на відкритому повітрі проводилися в лютому 2024 року на даху корпусу матеріалів SCU. Дані про температуру збиралися реєстраторами температури з інтервалом в 1 хвилину».

У хмарній тестовій установці максимальний і середній ефекти охолодження фотомодулів EAG порівняно з еталонним становили 2,9°C і 1,9°C відповідно. Відповідні ефекти охолодження фотомодулів CAE становили 2,3°C і 1,5°C відповідно. У сонячні дні максимальний ефект охолодження становив 4,7 C, а середній ефект охолодження становив 2,4 C для EAG PV; 3,6 C і 1,5 C для CAE.

Щоб оцінити вплив алюмінієвої фольги на рівномірність тепла всередині фотоелектричного мікромодуля, на краю кожного модуля було додано додаткову термопару. Максимальна різниця температур становила 20°C на контрольному модулі, 14,6°C на EAG і 14,9°C на CAE.

На основі цих результатів команда виконала моделювання модулів методом кінцевих елементів, яке показало відхилення від експериментальної установки, але було «загалом послідовним». Команда зосередилася на структурі EAG, яка є набагато ефективнішою та електрично безпечнішою, і вони змоделювали комерційний модуль. Він використовує комірки PERC зі структурою 6 × 10. Вони виявили: «Результати показують, що алюмінієва фольга зменшує різницю температур у фотоелектричному модулі на 6,170 градусів за Цельсієм і покращує однорідність температури порівняно з еталонним фотоелектричним модулем».

Результати дослідження були опубліковані в журналі Next Energy у статті «Зниження температури односторонніх подвійних скляних фотоелектричних модулів шляхом покращення теплопровідності в площині». Дослідники з Наньчанського університету в Китаї та китайського виробника фотоелектричних панелей Jiangxi Rainbow PV провели дослідження.