Ze świata: Opatentowane chłodzenie dwustronnych modułów fotowoltaicznych za pomocą mgły
26. 7. 2025
Naukowcy ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich (ZEA) opracowali nową technikę chłodzenia dwustronnych modułów fotowoltaicznych opartą na chłodzeniu mgłą umieszczonym pomiędzy obiema stronami panelu.
Przetestowali ją w ekstremalnie gorącym klimacie ZEA i osiągnęli znaczące wyniki.
„Nowatorskość naszych badań polega na opracowaniu nowego typu panelu słonecznego zwanego dwustronnym panelem fotowoltaicznym typu sandwich (sbPV)”, powiedział autor Zafar Said.
„W przeciwieństwie do tradycyjnych paneli słonecznych, które w ekstremalnie gorących warunkach tracą na wydajności, nasza konstrukcja chłodzona mgłą utrzymuje niższą temperaturę, co znacznie zwiększa wydajność i produkcję energii”.
Aby stworzyć sbPV, zespół wziął dwa monokrystaliczne panele o mocy 60 W i zainstalował je w konfiguracji tyłem do siebie. Pomiędzy nimi zamontowano system chłodzenia mgłą dostosowany do instalacji: 16 dysz mgły zainstalowano za przednim panelem, a 16 za tylnym.
Rury PCV doprowadzały wodę ze zbiornika wodnego za pomocą pompy wodnej, a zużyta woda była gromadzona w zbiorniku zbiorczym. Ciśnienie robocze wynosi 0,7 MPa przy maksymalnym przepływie 8 l/min.
Następnie system został zainstalowany na dachu Uniwersytetu w Sharjah w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, pod stałym kątem nachylenia i na wysokości 30 cm od powierzchni.
Na dolną powierzchnię nałożono białą farbę w celu zwiększenia współczynnika odbicia.
Na tym samym dachu zainstalowano kolejny system referencyjny o mocy 60 W. Systemy zostały następnie przetestowane w trzech scenariuszach: słoneczne dni bez chłodnicy mgłowej, słoneczne dni z chłodnicą mgłową i pochmurne dni z chłodnicą mgłową.
„Jednym z najbardziej niezwykłych wyników był znaczny wzrost wydajności energetycznej, który odnotowaliśmy” – powiedział Said.
W ekstremalnie gorących warunkach typowych dla klimatu Zjednoczonych Emiratów Arabskich nasze dwustronne panele z chłodzeniem mgłą wytwarzały do 37% więcej energii elektrycznej w słoneczne dni i do 46% więcej w pochmurne dni niż standardowe panele słoneczne jednostronne.
Ponadto temperatura paneli znacznie spadła – nawet o 34% na przedniej stronie – co znacznie przyczynia się do poprawy wydajności.
Według zespołu badawczego nowy system wykazał roczną wydajność energetyczną o 45,34 kWh/m2 wyższą niż systemy jednostronne, co odpowiada rocznemu zyskowi ekonomicznemu w wysokości 5,48 USD/m2.
W szczególności oczekiwana roczna produkcja panelu sbPV została obliczona na 167,38 kWh/m2, w porównaniu z 122,04 kWh/m2 modułu referencyjnego.
"Planujemy zbadać dalsze ulepszenia tej technologii. Przyszłe badania skupią się na włączeniu używanych paneli słonecznych do konstrukcji warstwowej w celu poprawy zrównoważonego rozwoju i zmniejszenia wpływu na środowisko" – dodał Said, zaznaczając, że proponowana technika została opatentowana.
„Będziemy dalej badać optymalizację mechanizmu chłodzenia mgłą, aby jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie wody i energii, dzięki czemu stanie się on jeszcze bardziej praktyczny i ekologiczny”.
Przetestowali ją w ekstremalnie gorącym klimacie ZEA i osiągnęli znaczące wyniki.
„Nowatorskość naszych badań polega na opracowaniu nowego typu panelu słonecznego zwanego dwustronnym panelem fotowoltaicznym typu sandwich (sbPV)”, powiedział autor Zafar Said.
„W przeciwieństwie do tradycyjnych paneli słonecznych, które w ekstremalnie gorących warunkach tracą na wydajności, nasza konstrukcja chłodzona mgłą utrzymuje niższą temperaturę, co znacznie zwiększa wydajność i produkcję energii”.
Aby stworzyć sbPV, zespół wziął dwa monokrystaliczne panele o mocy 60 W i zainstalował je w konfiguracji tyłem do siebie. Pomiędzy nimi zamontowano system chłodzenia mgłą dostosowany do instalacji: 16 dysz mgły zainstalowano za przednim panelem, a 16 za tylnym.
Rury PCV doprowadzały wodę ze zbiornika wodnego za pomocą pompy wodnej, a zużyta woda była gromadzona w zbiorniku zbiorczym. Ciśnienie robocze wynosi 0,7 MPa przy maksymalnym przepływie 8 l/min.
Następnie system został zainstalowany na dachu Uniwersytetu w Sharjah w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, pod stałym kątem nachylenia i na wysokości 30 cm od powierzchni.
Na dolną powierzchnię nałożono białą farbę w celu zwiększenia współczynnika odbicia.
Na tym samym dachu zainstalowano kolejny system referencyjny o mocy 60 W. Systemy zostały następnie przetestowane w trzech scenariuszach: słoneczne dni bez chłodnicy mgłowej, słoneczne dni z chłodnicą mgłową i pochmurne dni z chłodnicą mgłową.
„Jednym z najbardziej niezwykłych wyników był znaczny wzrost wydajności energetycznej, który odnotowaliśmy” – powiedział Said.
W ekstremalnie gorących warunkach typowych dla klimatu Zjednoczonych Emiratów Arabskich nasze dwustronne panele z chłodzeniem mgłą wytwarzały do 37% więcej energii elektrycznej w słoneczne dni i do 46% więcej w pochmurne dni niż standardowe panele słoneczne jednostronne.
Ponadto temperatura paneli znacznie spadła – nawet o 34% na przedniej stronie – co znacznie przyczynia się do poprawy wydajności.
Według zespołu badawczego nowy system wykazał roczną wydajność energetyczną o 45,34 kWh/m2 wyższą niż systemy jednostronne, co odpowiada rocznemu zyskowi ekonomicznemu w wysokości 5,48 USD/m2.
W szczególności oczekiwana roczna produkcja panelu sbPV została obliczona na 167,38 kWh/m2, w porównaniu z 122,04 kWh/m2 modułu referencyjnego.
"Planujemy zbadać dalsze ulepszenia tej technologii. Przyszłe badania skupią się na włączeniu używanych paneli słonecznych do konstrukcji warstwowej w celu poprawy zrównoważonego rozwoju i zmniejszenia wpływu na środowisko" – dodał Said, zaznaczając, że proponowana technika została opatentowana.
„Będziemy dalej badać optymalizację mechanizmu chłodzenia mgłą, aby jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie wody i energii, dzięki czemu stanie się on jeszcze bardziej praktyczny i ekologiczny”.