Hvernig á að draga úr hitastigi PV einingarinnar með grindargötum

Rannsóknarteymi undir forystu vísindamanna frá Northeast Electric Power University í Kína hefur rannsakað áhrif götunar á ramma á að lækka hitastig PV spjöld með óvirkri loftkælingu.

"Í samanburði við fyrri rannsóknir er helsta nýjung þessarar rannsóknar alhliða áhrifamat á götun ramma á óvirka loftkælingu, hitastjórnun og rafmagnsframmistöðu PV spjöld," útskýrði hópurinn. "Nákvæm greining á loftstreymissviði í kringum PV spjöld og hitasvið PV spjöldum er gerð og áhrif mismunandi götunarmynstra ramma og mismunandi holuforma á hitauppstreymi og rafmagnsframmistöðu PV spjöldum eru borin saman og rædd. Meginmarkmið þessarar greinar er að veita viðmiðun fyrir óbeinar loftkælingartækni rannsóknir á sólar PV spjöldum."

Rannsóknarteymið rannsakaði 17 mismunandi grindargötuhönnun með því að nota þrívíddar -vökvavirkni (CFD) uppgerð.

Eftirlíkingarnar voru byggðar á einkristölluðu kísilljósvökva (PV) spjaldi sem mælist 52,8 cm × 32 cm × 1,05 cm. Spjaldið samanstóð af ramma úr áli (2,5 mm á þykkt), glerlagi (3,2 mm), etýlen-vínýlasetat (EVA) lag (0,5 mm), PV frumu (0,6 mm) og bakborði (0,7 mm).

Reiknisviðið var teningur sem mældist 0,8 m á hvorri hlið, með uppsetningarhæð 0,4 m. Inntaksvindhraði var stilltur á 6,0 m/s. Vindhliðar og brúhliðar spjaldsins mældust 52,8 cm, en vinstri og hægri hliðar voru 32 cm. Sólargeislunin var 900 W/m².

Til að sannreyna líkan sitt byggðu vísindamennirnir tilraunauppsetningu með því að nota minni einkristallaðan sílikon PV spjaldið með stærðinni 35 cm × 23,5 cm × 1,5 cm. Spjaldið var með 10 W málafl og var sett upp í 50 gráðu hallahorni. Tilraunir voru gerðar í Jilin City, miðhluta Kína, og niðurstöðurnar bornar saman við sérstakt hermilíkan. Greining sýndi að meðalhitamunur á milli uppgerðra og mældra gilda var aðeins 0,2267 gráður, með hámarks eins-frávik upp á 0,4 gráður.

Þegar CFD líkanið var staðfest, fínstillti teymið hallahornið fyrir óvirka kælingu, og benti á 11 gráður sem skilvirkasta. Allar síðari eftirlíkingar af götunartilfellunum voru gerðar við þessa halla. Götunarhönnununum 17 var flokkað í fjóra flokka miðað við fjölda götuðra rammahliða: einhliða-hliðar, tvíhliða-hliðar, þríhliða-hliðar og fjórar-hliðar.

Í hverju hulstri voru annað hvort hringlaga eða rétthyrnd göt. Fyrir spjöld með göt á vindi og til lee, hringlaga göt voru með 3 mm radíus og voru með 58,68 mm millibili; á vinstri og hægri hlið voru götin einnig 3 mm í radíus en með 64 mm millibili. Rétthyrnd göt mældist 4 mm × 100 mm með 107 mm bili og 5 mm × 70 mm með 60 mm bili, allt eftir hlið.

„Tilfelli 2 - með átta hringlaga götum með 3,0 mm radíus á vindhliðinni - náði lægsta meðalhita sólarljósaplötu (39,37 gráður), lægsta hámarkshitastig (42,63 gráður), einsleitustu yfirborðshita dreifingu, hæsta úttaksafli (24,18 W) og mesta ljósafmagnsskilvirkni (15,9 %),“ (15.9%).

„Frá sjónarhóli meðalhita ljóss ljóss ljósaplötu, 13 af metnum rammagötuhönnunum stóðu sig betur en ó-gataðri ramma (tilfelli 1),“ bættu þeir við. Í samanburði við ó-gataða spjaldið lækkaði Case 2 hönnunin hitastig spjaldsins um 5,44 gráður. Undir engum-vindskilyrðum lækkaði götótta ramminn meðalhitastig um 37,8 gráður og jók skilvirkni ljósafmagns um 2,89%.

Aðeins þrjár gatahönnun - tilfelli 3, 7 og 8 - gengu illa miðað við ó-gataða spjaldið. Tilfelli 3 voru með hringlaga göt á læhliðinni, tilfelli 7 voru með rétthyrnd göt á læhliðinni og tilfelli 8 með rétthyrnd göt vinstra megin. „Þvert á algengar forsendur bætir það ekki endilega kælingu PV spjaldið að bora fleiri göt í rammann,“ sagði teymið að lokum.

Verk þeirra voru kynnt í "Áhrifamat á götun ramma á að draga úr hitastigi ljósavéla með óvirkri loftkælingu," sem birt var í Case Studies in Thermal Engineering. Vísindamenn frá Northeast Electric Power University í Kína, Shengu Group og University of Science and Technology í Kína tóku þátt í rannsókninni.