Алюминиевая фольга снижает температуру двойного стекла фотоэлектрических модулей на целых 6°C

Группа исследователей под руководством ученых из китайского Наньчанского университета предложила добавлять алюминиевую (Al) фольгу внутрь фотоэлектрических модулей, чтобы улучшить их теплопроводность в плоскости и охладить их изнутри. Группа предложила два метода размещения алюминиевой фольги, изготовила их и сравнила с эталонным устройством без ИИ.

«Пассивные методы охлаждения, такие как охлаждение с изменением фазы и радиационное охлаждение, рассеивают тепло с поверхности фотоэлектрического модуля, не принимая во внимание теплопередачу в плоскости вблизи солнечного элемента», — сказал ученый. «В этой статье мы вводим алюминиевую фольгу с хорошей теплопроводностью в структуру фотоэлектрического модуля для рассеивания тепла с бокового направления, одновременно улучшая однородность температуры в плоскости фотоэлектрического модуля».

В первой структурной модели между солнечным элементом c-Si и слоем винилацетата (EVA) (CAE) помещалась алюминиевая фольга толщиной 0,5 мм, а во второй структурной модели она помещалась между EVA и стеклянным слоем (EAG). Также был создан эталонный модуль без слоя алюминиевой фольги. Площадь всех слоев составляла 250 мм на 250 мм, за исключением элемента, размеры которого составляли 156 мм на 156 мм. К задней части каждого модуля была прикреплена термопара.

Стандартные фотоэлектрические модули, панели EAG и CAE были одновременно размещены на стенде, наклоненном на 30° к югу. «Эксперименты на открытом воздухе проводились в феврале 2024 года на крыше здания Materials Building в SCU. Температурные данные собирались регистраторами температуры с интервалом в 1 минуту».

В облачной тестовой установке максимальный и средний охлаждающий эффект фотоэлектрических модулей EAG по сравнению с эталоном составил 2,9°C и 1,9°C соответственно. Соответствующий охлаждающий эффект фотоэлектрических модулей CAE составил 2,3°C и 1,5°C соответственно. В солнечные дни максимальный охлаждающий эффект составил 4,7°C, а средний охлаждающий эффект составил 2,4°C для фотоэлектрических модулей EAG; 3,6°C и 1,5°C для CAE.

Для оценки влияния алюминиевой фольги на тепловую однородность внутри лицевой поверхности микромодуля PV, на краю каждого модуля была добавлена ​​дополнительная термопара. Максимальная разница температур составила 20°C на эталонном модуле, 14,6°C на EAG и 14,9°C на CAE.

Основываясь на этих результатах, команда провела конечно-элементное моделирование модулей, которое показало отклонения от экспериментальной установки, но было «в целом согласованным». Команда сосредоточилась на структуре EAG, которая намного эффективнее и электрически безопаснее, и они смоделировали коммерческий модуль. Он использует ячейки PERC со структурой 6 × 10. Они обнаружили: «Результаты показывают, что алюминиевая фольга снижает разницу температур в фотоэлектрическом модуле на 6,170 градусов Цельсия и улучшает однородность температуры по сравнению с эталонным фотоэлектрическим модулем».

Результаты исследования были опубликованы в журнале Next Energy в статье «Снижение температуры односторонних двухслойных фотоэлектрических модулей за счет улучшения теплопроводности в плоскости». Исследование провели исследователи из Наньчанского университета в Китае и китайский производитель фотоэлектрических систем Jiangxi Rainbow PV.