قام علماء إسبان ببناء نظام تبريد باستخدام مبادلات حرارية تعمل بالطاقة الشمسية ومبادل حراري على شكل حرف U مُثبّت في بئر بعمق 15 مترًا. ويزعم الباحثون أن هذا النظام يُخفّض درجة حرارة الألواح بنسبة تصل إلى 17%، ويُحسّن الأداء بنحو 11%.
قام باحثون في جامعة الكالا في إسبانيا بتطوير تقنية تبريد الوحدة الشمسية التي تستخدم مبادل حراري أحادي الطور مغلق الحلقة تحت الأرض كمغسلة طبيعية للحرارة.
وقال الباحث إجناسيو فالينتي بلانكو لمجلة pv: "يظهر تحليلنا لأنواع مختلفة من العقارات السكنية والتجارية أن النظام قابل للتطبيق اقتصاديًا مع فترة استرداد تتراوح من 5 إلى 10 سنوات".
تتضمن طريقة التبريد استخدام مبادل حراري في الجزء الخلفي من اللوحة الشمسية لإزالة الحرارة الزائدة. تُنقل هذه الحرارة إلى الأرض بمساعدة سائل تبريد يُبرّد بواسطة مبادل حراري آخر على شكل حرف U، يُدخل إلى بئر بعمق 15 مترًا مملوء بمياه طبيعية من طبقة المياه الجوفية.
أوضح الباحثون أن "نظام التبريد يتطلب طاقة إضافية لتشغيل مضخة سائل التبريد. ولأنه دائرة مغلقة، فإن فرق الجهد بين قاع البئر واللوح الشمسي لا يؤثر على استهلاك نظام التبريد للطاقة".
اختبر العلماء نظام التبريد على منشأة كهروضوئية مستقلة، وصفوها بأنها مزرعة شمسية نموذجية مزودة بنظام تتبع أحادي المحور. تتكون المصفوفة من وحدتين بقدرة 270 واط، مقدمة من شركة أترسا الإسبانية. معامل درجة حرارتهما -0.43% لكل درجة مئوية.
يتكون المبادل الحراري للألواح الشمسية بشكل أساسي من ستة أنابيب نحاسية مسطحة على شكل حرف U، مشوهة بلاستيكيًا، بقطر 15 مم لكل منها. الأنابيب معزولة برغوة البولي إيثيلين، ومتصلة بمجمع مدخل ومخرج مشترك بقطر 18 مم. استخدم فريق البحث تدفقًا ثابتًا لسائل التبريد بمعدل 3 لترات/دقيقة، أو 1.8 لتر/دقيقة لكل متر مربع من الألواح الشمسية.
أظهرت التجارب أن تقنية التبريد قادرة على خفض درجة حرارة تشغيل الألواح الشمسية بمقدار 13-17 درجة مئوية. كما أنها تُحسّن أداء المكونات بنسبة 11% تقريبًا، ما يعني أن اللوحة المُبرّدة ستُنتج 152 واط/ساعة من الطاقة طوال اليوم. ووفقًا للدراسات، فإن نظيرتها غير المُبرّدة ستُنتج 152 واط/ساعة من الطاقة.
يصف العلماء نظام التبريد في ورقة بحثية بعنوان "تحسين كفاءة وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية عن طريق تبريد مبادل حراري تحت الأرض"، والتي نُشرت مؤخرًا في مجلة هندسة الطاقة الشمسية.
ويقول فالينتي بلانكو: "مع الاستثمار اللازم، يعد النظام مثاليًا للتركيبات التقليدية".
This content is copyrighted and may not be reused. If you would like to partner with us and reuse some of our content, please contact editors@pv-magazine.com.
بإرسال هذا النموذج فإنك توافق على استخدام بياناتك بواسطة مجلة pv لنشر تعليقاتك.
سيتم الكشف عن بياناتك الشخصية أو مشاركتها مع جهات خارجية فقط لأغراض تصفية البريد العشوائي أو حسب الضرورة لصيانة الموقع الإلكتروني. لن يتم نقل أي بيانات أخرى إلى جهات خارجية إلا إذا كان ذلك مبررًا بموجب قوانين حماية البيانات السارية أو إذا كان القانون يلزم pv بذلك.
يمكنك إلغاء هذه الموافقة في أي وقت مستقبلاً، وفي هذه الحالة سيتم حذف بياناتك الشخصية فورًا. وإلا، فسيتم حذفها في حال معالجة سجل البيانات الشخصية لطلبك أو استيفاء غرض تخزين البيانات.
نوفر أيضًا تغطية شاملة لأهم أسواق الطاقة الشمسية عالميًا. اختر إصدارًا واحدًا أو أكثر لتلقي تحديثات مُستهدفة مباشرةً إلى بريدك الإلكتروني.
يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لإحصاء عدد الزوار بشكل مجهول. لمعرفة المزيد، يُرجى الاطلاع على سياسة حماية البيانات الخاصة بنا. ×
إعدادات ملفات تعريف الارتباط على هذا الموقع الإلكتروني مُعَيَّنة على "السماح بملفات تعريف الارتباط" لضمان أفضل تجربة تصفح. إذا واصلت استخدام هذا الموقع دون تغيير إعدادات ملفات تعريف الارتباط، أو نقرت على "قبول" أدناه، فأنت توافق على ذلك.