Введение
Солнечные панели, появившиеся на рынке под названием фотоэлектрических (PV) модулей, представляют собой один из гениальных и экологически чистых методов использования солнечной энергии. Поскольку для выработки электричества они полагаются на солнечное излучение, они помогают снизить зависимость от ископаемого топлива, а также сократить расходы на электроэнергию. Но есть и обратная сторона: как и в случае с другими устройствами, температура играет важную роль в определении эффективности солнечных панелей, когда речь идет о производстве энергии. Поскольку солнечное излучение поглощается солнечными панелями, это, в свою очередь, повышает их температуру, а выделяемое тепло негативно влияет на выработку электроэнергии.
Действительно, как правило, на каждый 1 °C повышения температуры от идеальной стандартная кремниевая солнечная панель снижает свою эффективность на 0,5%. И хотя это может показаться не слишком тревожным, если учесть, что разница температур может достигать 20 °C, то снижение производства энергии до 10% кажется вполне вероятной реальностью.
Правильно спроектированная система охлаждения для солнечных панелей может устранить это падение производительности, вызванное нагревом. Эти системы позволяют солнечным панелям работать в пределах необходимой температурной зоны, что повышает выработку электроэнергии. В этой статье мы поговорим об актуальности систем охлаждения солнечных панелей с учетом всех сопутствующих факторов, потому что эта тема кажется горячей и, попросту говоря, требует большего внимания. Мы выльем немного холодной воды на щекотливую тему пассивных и активных систем охлаждения солнечных панелей. Наконец, мы приведем убедительные аргументы в пользу охлаждающих вентиляторов в отношении их эффективности на солнечных батареях как решения для повышения эффективности.
Как системы охлаждения улучшают работу солнечных батарей?
Благодаря фотоэлектрическим элементам, расположенным в солнечных панелях, при попадании солнечного света может вырабатываться электричество. Однако огромное количество полученного солнечного излучения превращается в тепло, что приводит к повышению температуры панели. Такое повышение температуры негативно сказывается на эффективности преобразования солнечного света в электрическую энергию. В обзоре, недавно опубликованном в журнале Renewable and Sustainable Energy Reviews, утверждается, что в жарком климате при оптимальном солнечном облучении температура солнечной панели может подниматься выше 60-80°C. Такой перегрев приводит к соответствующему снижению напряжения, развиваемого элементами, что уменьшает выходную мощность системы.
Системы охлаждения солнечных панелей работают для отвода избыточного тепла и, следовательно, поддерживают более низкую температуру панелей. Усиливая охлаждение, эти системы дают возможность солнечным панелям достичь оптимальной рабочей температуры около 25°C.
В результате можно рассчитывать на увеличение производства энергии. Влияние теплового излучения на фотоэлементы снижается, что позволяет более эффективно преобразовывать солнечную энергию в электричество. Некоторые факторы, такие как температура окружающего воздуха, конструкция панелей и используемая система охлаждения, определяют производительность различных систем охлаждения, таких как воздушное, водяное или ребристое охлаждение. Давайте рассмотрим эти преимущества подробнее.
Преимущества систем охлаждения на солнечных батареях
Установка системы охлаждения солнечных панелей имеет ряд преимуществ, которые повышают производительность и срок службы солнечной установки. Это означает, что инвестиции в систему охлаждения окупаются за счет увеличения выработки энергии. Чем ниже рабочая температура участков солнечного модуля, тем легче он вырабатывает электроэнергию под воздействием солнечного света.
Исследование, проведенное в западных странах, показало, что внедрение охлаждающих решений может увеличить выработку энергии примерно на 10 - 20%. Процентное соотношение может отличаться в зависимости от климата и эффективности охлаждения решений. Увеличение выработки энергии, в свою очередь, гарантирует не только экономию средств, но и оптимизацию эффекта от использования солнечной энергии.
Повышенная энергоотдача
Увеличение потенциала выработки энергии - главное преимущество, достигаемое за счет охлаждения панелей, что в долгосрочной перспективе означает значительное увеличение экономии, особенно в районах с высокой температурой, а в жарких районах охлаждение будет более полезным для производительности модулей. Увеличение выходной мощности также позволяет полностью использовать потенциал солнечных панелей, а значит, производить больше электроэнергии для домашних или коммерческих нужд. Это поможет вам сократить потребление электроэнергии из сети, а также снизить расходы на электроэнергию.
Увеличенный срок службы панелей
Еще одним существенным преимуществом систем охлаждения солнечных панелей является увеличение среднего срока службы панелей. Перепады температуры могут привести к тепловому расширению и снижению скорости деградации материалов солнечных панелей, что, в свою очередь, может привести к выходу из строя на ранней стадии.
Системы охлаждения помогают снизить накопление тепла, что, в свою очередь, защищает панели от этого типа деградации, увеличивая срок их службы. Еще одним преимуществом относительно более низкой температуры рабочей среды является меньший риск возникновения горячих точек и микротрещин, что защищает солнечные элементы и обеспечивает более длительный срок службы. Такое увеличение срока службы сокращает количество замен и помогает снизить затраты на обслуживание в течение всего срока службы солнечной установки.
Воздействие на окружающую среду
Кроме того, что более важно, системы охлаждения для солнечных панелей помогают экономить на системах электроснабжения в социальных учреждениях. Когда вспомогательные потребности удовлетворены, энергия, получаемая от установки солнечных панелей, постоянно увеличивается. Такая мера позволяет сократить использование ископаемого топлива. Это поможет сократить выбросы парниковых газов и, в первую очередь, изменение климата. Системы охлаждения, с другой стороны, повышают эффективность и срок службы солнечных панелей, а также поддерживают последовательную траекторию развития глобальной энергетической устойчивости.
Системы активного охлаждения
Активные системы охлаждения солнечных панелей получают энергию извне, чтобы вращать охлаждающую среду, которая отводит тепло от панелей. Такие системы обычно более сложны и требуют больших начальных затрат, но при этом обеспечивают более эффективное охлаждение, чем пассивные методы. Существует три типичные широкие классификации активных систем охлаждения: воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение и гибридные системы. Каждая из них имеет свои преимущества и лучше всего подходит для определенных условий эксплуатации и окружающей среды.
Охлаждение воздуха
При воздушном охлаждении солнечных панелей используются даже воздуходувки для обдува поверхности холодным воздухом, что способствует потере тепла за счет принудительной конвекции. Это предотвращает перегрев панели и, следовательно, повышает выход энергии. Вентиляторы, используемые в этих системах, включают в себя осевые вентиляторы, в основном подходящие для условий, где имеется большой объем воздуха при низком давлении, или центробежные вентиляторы, а также бесщеточные вентиляторы постоянного тока, которые являются более энергоэффективными и имеют долгий срок службы.
Главное преимущество воздушных систем охлаждения - их экономичность и низкая стоимость обслуживания. В системах жидкостного охлаждения вентиляторы легко устанавливаются, не требуют особого ухода, энергоэффективны, потребляют меньше электроэнергии, но при этом приносят пользу панелям. Для типичной жилой установки существует широкий диапазон размеров вентиляторов от 6 до 12 дюймов в диаметре, что может зависеть от размера панели. Для более крупных установок могут потребоваться вентиляторы диаметром от 14 до 16 дюймов для оптимальной циркуляции воздуха.
В целом, воздушное охлаждение - это несложный, не требующий инфраструктуры и доступный способ повысить эффективность работы горящей солнечной батареи, преимущественно для средних регионов, в которых окружающий воздух хорошо сочетается с бризом в процессах охлаждения.
Жидкостное охлаждение
В системах жидкостного охлаждения используется вода, проходящая по трубкам, установленным на задних сторонах солнечных коллекторов, чтобы постоянно отводить тепло от коллекторов и передавать его в теплообменник, который затем рассеивает тепло. Благодаря установке такой системы все границы крыши и/или стен могут оказаться в большом солнечном массиве, и в результате для стран с очень теплым климатом эти системы избавляют от всех проблем, связанных с воздушным охлаждением, когда речь идет об обширных солнечных энергоустановках.
Основным недостатком является дороговизна и необходимость частого обслуживания. Накипь может повлиять на производительность, поэтому используемая в них вода должна быть деминерализована. Они эффективны, однако практическое применение систем жидкостного охлаждения в основном сосредоточено на коммерческих или коммунальных солнечных фермах, где мощность охлаждения может сделать инвестиции и повысить вероятность усложнения системы оправданными.
Гибридные системы
Гибридные вычислительные системы, с другой стороны, включают в себя как жидкостное, так и воздушное охлаждение. В этом случае, например, жидкостное охлаждение отводит тепло от панелей, а воздушное охлаждает тепло, отводимое жидкостным охладителем. Гибридная система имеет более эффективное охлаждение, что позволяет повысить ее производительность в крупных солнечных электростанциях большой мощности или в жарких местах. Однако гибридные системы обычно относительно дороже и сложнее в установке, поэтому они в основном подходят для крупномасштабных и высокопроизводительных установок, а не для домашних систем.
| Система охлаждения | Преимущества | Недостатки |
| Охлаждение воздуха | Простая установка, низкая стоимость обслуживания, экономичность | Ограниченная эффективность в экстремально жарком климате |
| Жидкостное охлаждение | Превосходная эффективность охлаждения, особенно в жарком климате | Сложная установка, более высокая стоимость, требует обслуживания |
| Гибридные системы | Повышенная эффективность охлаждения | Повышенная сложность и стоимость |
Пассивные методы охлаждения
Для того чтобы лучше поддерживать температуру солнечных панелей, можно использовать пассивные методы охлаждения, которые гораздо дешевле. Эти методы не требуют большого внешнего отбора энергии, поскольку спроектированы таким образом, что приводят к потере тепла за счет естественных процессов.
Такое утверждение верно, потому что пассивное охлаждение будет эффективным в случае очень жаркого климата, но не таким эффективным, как активное. Тем не менее, в активном случае использование естественной вентиляции и отражающих покрытий будет определять пассивное охлаждение. Поскольку эти методы пассивного охлаждения используются функционально вместе с активными системами, они усиливают теплоотдачу с помощью естественных методов, поэтому не требуют особого ухода.
Естественная вентиляция
При естественной вентиляции конструкция солнечных панелей такова, что воздух циркулирует на панелях и за ними. Достаточное расстояние между панелями и монтажным каркасом позволяет этому методу облегчить конвективный теплообмен с окружающим воздухом. Правильное расстояние между панелями также минимизирует зоны горячего воздуха, которые в противном случае могут ухудшить накопление тепла.
Этот метод недорог и хорошо подходит для бытовых и средних систем солнечной энергии, особенно в умеренно теплых регионах. Он наиболее уместен в регионах, где энергосбережение является главной задачей, и может применяться в сочетании с другими технологиями охлаждения для повышения эффективности. Естественная вентиляция лучше всего работает на небольших по площади объектах, где нет необходимости в сложных активных системах охлаждения.
Светоотражающие покрытия
Отражающие покрытия, нанесенные на заднюю или боковые стороны солнечных панелей, помогают уменьшить количество тепла, поглощаемого панелями, за счет отражения солнечного излучения от поверхности панелей. Это помогает избежать пассивного преобразования большого количества солнечной энергии в тепловую, тем самым сохраняя панели относительно более холодными. Регионы с высокой радиацией и солнечной погодой значительно выигрывают от использования отражающих покрытий; они идеально подходят для домашних или других небольших солнечных проектов, где доступность имеет решающее значение.
При использовании с пассивной вентиляцией или в составе больших систем солнечного отопления покрытия недороги и эффективны для охлаждения солнечных панелей и увеличения срока их службы.
| Техника охлаждения | Преимущества | Недостатки |
| Естественная вентиляция | Простота, экономичность, низкая стоимость обслуживания | Ограниченная эффективность в жарком климате |
| Светоотражающие покрытия | Уменьшает поглощение тепла, экономичен | Менее эффективно, чем активное охлаждение |
Как выбрать правильную систему охлаждения солнечных батарей
Выбор подходящей системы охлаждения на солнечных батареях зависит от нескольких факторов, характерных для вашей ситуации. Учитывайте климат и местоположение, тип панелей и их установку, а также общий размер системы. Тщательный учет этих факторов обеспечит оптимальную производительность и экономическую эффективность. Анализ этих аспектов, особенно в связи с потенциальными будущими затратами на электроэнергию, поможет определить наиболее подходящую систему охлаждения на солнечных батареях для достижения максимальной мощности и окупаемости инвестиций.
Климат и местоположение
Такие географические факторы, как социально-экономическая ситуация, солнечная активность и местная температура, влияют на каждый тип системы охлаждения солнечных панелей. Например, в восточных и северных регионах Европы, где при высоких температурах выделяется больше тепла, системы теплового охлаждения необходимы для рассеивания тепла, выделяемого солнечным излучением. Эти системы особенно полезны для крупных солнечных ферм и больших проектов солнечной энергетики, где солнечное облучение поверхности велико.
С другой стороны, механические системы полезны для регионов с умеренным климатом, где солнечное облучение относительно умеренное, а системы охлаждения с использованием естественного воздушного потока и вентиляционных решеток (пассивные методы охлаждения) могут работать. Все это вполне удовлетворительно для жилых и средних солнечных фотоэлектрических систем, которые требуют низких затрат на установку и обслуживание.
Однако прибрежные и морские установки сталкиваются с такими специфическими проблемами, как воздействие соленой воды и влажной среды. В таких случаях удобно устанавливать вентиляционные решетки и использовать вещества, устойчивые к коррозии. Кроме того, в таких местах активные системы охлаждения могут не требоваться, за исключением промышленных применений, которые требуют больших затрат энергии.
Тип панели и установка
Существуют определенные параметры, которые служат определяющими при выборе системы охлаждения, и к ним относятся конфигурация и покрытие солнечных панелей. Например, некоторые типы панелей более чувствительны к теплу, чем другие. Кроме того, для панелей, установленных на крыше, скорее всего, потребуются иные системы охлаждения, чем для тех, что установлены на земле.
Размер системы
Тип имеющейся у вас системы солнечных батарей определяет размер необходимой вам системы охлаждения. Для небольших бытовых солнечных систем мощностью от 3 до 6 кВт (которые классифицируются как малые системы) не требуется значительного количества систем охлаждения, они нуждаются только в кондиционировании воздуха или естественной вентиляции. Однако, с другой стороны, коммерческие системы мощностью от 10 до 50 кВт и системы коммунального масштаба мощностью от 100 кВт и выше выделяют гораздо больше тепла, чем бытовые.
| Тип системы | Диапазон мощности | Требование к системе охлаждения |
| Жилые системы | 3-6 кВт | Воздушное охлаждение или пассивные методы, поскольку потребность в охлаждении не так велика |
| Коммерческие системы | 10-50 кВт | Гибридное решение с использованием воздушного или жидкостного охлаждения для повышения эффективности |
| Системы коммунального масштаба | 100+ кВт | Системы жидкостного охлаждения для предотвращения чрезмерного нагрева, особенно в периоды пиковой выработки в жарком климате |
Охлаждающие вентиляторы для солнечных панелей: Эффективное решение
Охлаждение вентиляторов - очень реальный и простой способ улучшить работу солнечной панели. Охлаждающие вентиляторы работают за счет выдувания воздуха через поверхность панели, в результате чего тепло отводится, что приводит к снижению рабочей температуры панели. Этот метод охлаждения композита имеет ряд преимуществ, особенно в местах с высокой рабочей температурой. Потребность в охлаждении панелей перекрестным воздухом хорошо удовлетворяется, особенно в условиях работы солнечных батарей с проблемами нагрева, благодаря охлаждающим вентиляторам ACDCFAN, работающим на солнечной энергии, что повышает эффективность электроэнергии, вырабатываемой панелью pv, и ее окупаемость. Эффективное охлаждение солнечных панелей требует использования специально разработанных решений для охлаждения солнечных панелей, которые направляют воздушный поток по определенным схемам для повышения эффективности.
Охлаждающий вентилятор ACDCFAN: эффективный отвод тепла и продление срока службы панели
Для таких производителей, как ACDCFAN, предложение высококачественных и эффективных охлаждающих вентиляторов является отличным способом обеспечить оптимальную производительность и долговечность систем солнечных батарей. ACDCFAN предлагает несколько охлаждающих вентиляторов для повышения производительности солнечных панелей. Они поставляют осевые и радиальные вентиляторы переменного, постоянного и переменного тока своим клиентам по всему миру. Еще одним преимуществом для солнечных батарей является их способность выдерживать высокие температуры, поскольку вентиляторы могут работать при температуре до 150 градусов Цельсия. Это дает гарантию того, что прибор выдержит работу в условиях очень высокой солнечной активности. Эти вентиляторы могут использоваться для охлаждения солнечных панелей, где они помогают охлаждать фотоэлементы и тем самым обеспечивают поддержание оптимальной температуры модуля для наилучшего производства электроэнергии.
ACDCFAN предлагает полный спектр индивидуальных решений, разработанных для конкретного применения. В частности, они позволяют своим клиентам изменять размер вентилятора, его форму и мощность. Еще один очень важный атрибут - надежность и высокая степень защиты IP. Благодаря использованию бесщеточной конструкции двигателя и современных технологий, вентиляторы этой компании могут обеспечить уровень защиты до IP68. Это обеспечивает защиту от пыли и воды, позволяя использовать эти вентиляторы в сложных условиях на открытом воздухе.
Кроме того, долговечность нашей продукции в сочетании с различными услугами, такими как OEM, ODM и OBM, удовлетворяет и другие потребности потребителей. Все эти вентиляторы сокращают потери из-за нагрева храмов, поддерживая температуру, а также повышают выход энергии и срок службы солнечных панелей.
Заключение: Подходит ли вам система охлаждения на солнечных батареях?
Охлаждение солнечных панелей, пассивное или активное, является одним из важнейших факторов, обеспечивающих максимальную отдачу от инвестиций в солнечную энергию. При увеличении количества вырабатываемой энергии или срока службы панелей, а также при меньшем вреде для окружающей среды эти системы охлаждения солнечных панелей являются полезными. Благодаря этим системам срок службы и эффективность солнечных панелей сохраняются от вреда, наносимого теплом. В зависимости от климата, типа панелей и размера системы можно выбрать подходящую систему охлаждения: от более простых труб или панельных систем охлаждения, работающих на солнечной энергии, до более совершенных.
Специфический воздушный поток для эффективного снижения тепловых потерь обеспечивается вытяжным вентилятором кондиционера, установленным на солнечной панели, например, охлаждающим вентилятором ACDCFAN.
Правильный выбор системы охлаждения солнечных батарей или системы охлаждения солнечных батарей гарантирует надежность производства энергии в течение нескольких лет. Правильное охлаждение приводит к повышению эффективности фотоэлектрических элементов, что улучшает экономические и экологические аспекты солнечной энергии. Поэтому не позволяйте жаре помешать работе ваших солнечных батарей. Купите систему охлаждения и извлекайте максимум энергии из солнца. Свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатную пробную версию наших решений по охлаждению солнечных панелей и начать экономить энергию уже сегодня.
English 
Spanish 
French 
Russian 
Japanese 
German 
Portuguese