Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Panele fotowoltaiczne z aktywnym chłodzeniem, konstrukcja wymiennika ciepła

bambus94 12 Feb 2021 09:19 1098 10
Helukabel
  • #1
    bambus94
    Level 28  
    Dzień dobry, jak to zwykle bywa jak człowiek ma zbyt dużo czasu na rozmyślania, wymyśliłem coś co może się przydać mi ale nie tylko.

    Wielu z nas ma kolektory słoneczne do grzania CWU, wielu też ma fotowoltaikę dla zmniejszenia rachunków za energię elektryczną. A co gdyby połączyć te dwie funkcję? Panele słoneczne bez problemu w letni dzień nagrzewają się do 60°C a nawet więcej.
    Wiem że są producenci którzy oferują panele słoneczne hybrydowe, czyli takie które łączą obie te funkcję. I ktoś pomyśli, no i co nowego wymyśliłeś skoro już takie coś jest?
    Mój pomysł jest niemal identyczny z dwoma małymi zmianami, panele słoneczne mają coś takiego jak współczynnik temperaturowy, czy o ile % spada ich sprawność co każdy kelwin, no i często ta wartość wynosi 0,3-0,5%/K czyli panel na dachu który ma 60°C ma ok 12-15% mocy mnie niż podaje producent. A panele hybrydowe wciąż pracują przy takiej temperaturze, więc jedyny zysk to ciepło do CWU.
    I tu wkraczam ja, cały na szaro. Na tylnej ściance panela trzeba zamontować system chłodzenia, ale takiego żeby w czerwcowe czy lipcowe popołudnie panel wciąż mia te 20°C przy jakiej producent podaje moc nominalną.
    Kilka pytań o odpowiedzi które teraz się pojawiają u wielu z was.
    1. Jak chcesz schłodzić panel do 20°C i jednocześnie grzać CWU.
    To jest proste, do chłodzenia trzeba wykorzystać glikol z DZC od PC. Tam ciecz ma temperaturę zazwyczaj poniżej 10°C.
    2. Co mi to da? Ile prąd więcej i ile ciepła?
    Zakładając że potrzebna będzie jakaś pompka do obiegu czynnika chłodzącego to załóżmy że zyskasz 10% więcej mocy względem standardu, przy instalacji 6kWp to jest dodatkowe jakieś 500W.
    Dodatkowa moc elektryczna to jedno, ale z takiej konstrukcji można mieć jeszcze dziesiątki kilowatów dodatkowej energii cieplnej. Pompa ciepła zasilana źródłem o wyższej temperaturze będzie miała większą sprawność, a to przełoży się na mniejsze rachunki czyli dodatkowy zysk.
    Kolejną funkcją takiego systemu to grzanie DZC, jeśli akurat PC nie będzie pracowała, a panele wciąż będą dostarczały ciepło to tym ciepłem można nagrzać grunt wokół DZC, i odzyskać to ciepło w późniejszym czasie (pomniejszone o straty, np wody gruntowe lub głębinowe mogą rozprowadzić tą energię daleko od DZC)
    3. Jak chcesz chłodzić te panele?

    No i tu jest burza mózgów. Pierwotny mój pomysł zakładał zrobić mate chłodząca z grubej czarnej zgrzewanej folii z meandrami i dwoma wtopionymi przyłączami np 1/2", ale jakiekolwiek ciśnienie w układzie spowoduje powstanie wybrzuszeń jak w dmuchanym materacu.
    Drugi pomysł to rurka PEX-Al-PEX, ułożona w meandry w obrysie ramy panela, i później przepuszczona przez walcarkę by spłaszczyć rurkę, zwiększy to powierzchnię kontaktu rurki z panelem.

    Jakieś pomysły na proste, tanie, niezawodne wykonanie takiego bloku chłodzącego?
    Frezowanie lub tłoczenie w arkuszach blachy raczej odpada, drogie i mocno zwiększa masę paneli.
  • Helukabel
  • #2
    sigwa18
    Level 39  
    Pomysł już jest zrealizowany szukaj pod nazwą panele PV hybrydowe cena niestety 3-4 razy zwykłego panelu PV . Pomysł raczej dobry tam gdzie miejsca na PV i solary mało wtedy można połączyć w jednym panelu obie funkcje, Wszystko fajnie ale ta cena.
  • Helukabel
  • #3
    bambus94
    Level 28  
    sigwa18 wrote:
    Pomysł już jest zrealizowany szukaj pod nazwą panele PV hybrydowe

    Wiem, sam o tym napisałem, tylko właśnie tak jak piszesz ich cena jest kolosalna. Dlatego kombinuje jak wykonać je taniej niewielkim nakładem pracy.
  • #4
    bambus94
    Level 28  
    No to jak pomysłów brak to ja przedstawię swój, chyba najlepszy jaki wymyśliłem do tej pory.

    Rurka PEX tak jak we wcześniejszym pomyśle, ale bez spłaszczania jej w walcarce.
    Pod każdy panel zwinąć 10-15mb rurki (zależnie od rozmiaru panela), i nie przyczepiać jej do tylnej ścianki tak by ciepło było transportowane przez przewodzenie tylko wymusić obieg powietrza (najlepiej w układzie zamkniętym ale by całą powierzchnią panela była odmuchiwana. Wiadomo, dochodzi wtedy jeszcze jakiś wentylator ale tak myślę czy by to nie zadziałało w w wersji grawitacyjnej, bo w końcu rurki będą miały ok 10°C (a nawet mniej), a panel 20 lub więcej, i te 10K∆T mogłoby już wymusić obieg powietrza. Coś jak wentylacja grawitacyjna.

    Na pomysł wpadłem oglądając ten film.
  • #5
    kortyleski
    Level 43  
    Dwie sprawy.

    Pierwsza, moc cieplna do odprowadzania z 10m kwadratowych paneli to ponad 7kW. Co z tym ciepłem zrobić.
    Druga, jak utrzymać niską (. 20 stopni) temperaturę. Pompa ciepła odpada bo więcej energii zeżre niż zyskasz na produkcji.

    Można rozproszyć ciepło wymiennikiem gruntowym albo w zbiorniku wodnym, niestety wielkości sporego stawu. W obu przypadkach są to koszty, pytanie po jakim czasie i czy w ogóle się zwrócą.
  • #6
    bambus94
    Level 28  
    Co zrobić z tym ciepłem i skąd wziąć źródło chłodzenia to pisałem w pierwszym poście, czyli właśnie odwierty DZ do PC. Te odwierty tak czy siak będą, o to nie trzeba się martwić.

    Bardziej mnie nurtuje kwestia odbierania ciepła od paneli.
    Bo pomysł jest by odebrać ciepło od 29 paneli czyli razem prawie 50m2. Czyli jak piszesz byłoby to jakieś 35kW.
  • #8
    bambus94
    Level 28  
    mychaj wrote:
    rurki miedzianej - fi 10/8 mm

    niestety jest to droga wersja, 1mb pexa/perta kosztuje ~~2zł, a 1mb takiej rurki 10mm na pierwszej lepszej aukcji z alledrogo 19,99zł/mb
    Druga opcja to mała średnica wewnętrzna czyli duży opór przepływów, zwłaszcza glikolu na -30°C, duża lepkość.
    mychaj wrote:
    ma lepsze właściwości przewodnictwa ciepła [...] niż PEX
    Owszem, miedź ma lambdę ok 390 a PE ma 0,6W/mK
    Tylko tak czy siak ograniczeniem jest coś takiego jak wnikanie ciepła z/do wody oraz powietrza, i taka miedziana rurka może być ogromnym przerostem formy nad treścią.
  • #10
    bambus94
    Level 28  
    Nooo, to już jest ciekawy pomysł.
    Ale ciąż jest jedna kwestia, jest to zwykła stal przez co będzie rdzewiał oraz druga czysto elektryczna, zwiększona pojemność string-grunt. Ciekawe czy falownik by nie walił jakiś błędów.