Abstrakt

Temperatura powierzchni modułu fotowoltaicznego, która stanowi powierzchnię absorbującą promieniowanie słoneczne, wzrasta w efekcie: absorpcji promieniowania słonecznego (nie-aktywnej absorpcji fotonów, która nie prowadzi do generowania par nośników ładunku), rekombinacji par elektron-dziura, przepływu fotoprądu (ciepło Joule'a - Lenza generowane jest w efekcie przepływu prądu przez rezystancję szeregową złącza p-n). Kolektor słoneczny (T), w którym zachodzi konwersja promieniowania słonecznego na energię cieplną i moduł fotowoltaiczny (PV), w którym zachodzi konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną standardowo stanowią oddzielne urządzenia i pracują oddzielnie, nawet jeśli znajdują się na tym samym dachu czy fasadzie budynku. Do pracy układu kolektora słonecznego potrzebna jest energia elektryczna, która jest zwykle pobierana z sieci energetycznej. Jednakże połączenie obu systemów: kolektora i modułu fotowoltaicznego w jeden system (PV/T) pozwala wyeliminować użycie zewnętrznego źródła zasilania. W tym układzie powierzchnia modułu fotowoltaicznego jest równocześnie absorberem dla kolektora słonecznego i system dostarcza jednocześnie energii elektrycznej i cieplnej. Problem wzrostu temperatury i mechanizm przewodzenia ciepła w ogniwach i modułach fotowoltaicznych jest szczególnie istotny w układach hybrydowych PV/T. Przewodność cieplna oraz ilość transportowanego ciepła jest decydującym czynnikiem w bilansie energetycznym systemu. Zarówno ilość uzyskanej energii cieplnej, jak i sprawność konwersji fotowoltaicznej są większe, jeśli materiał półprzewodnika ma lepszą przewodność cieplną. Badania rozkładu temperatury z użyciem kamery termowizyjnej prowadzono dla modułów PV z krystalicznego krzemu (mono- i polikrystalicznych) różnych producentów oraz kładu PV/T, który stanowi moduł ogniw fotowoltaicznych z monokrystalicznego krzemu, połączony z kolektorem słonecznym, tworzącym termostatowany układ chłodzenia modułu. System może być ręcznie ustawiany w dwóch płaszczyznach w kierunku padania promieni słonecznych. Eksperyment prowadzono zarówno dla układów z rezystancją zewnętrzną, jak i bez obciążenia.

Autorzy (3)