Raffreddamento passivo di moduli solari basato su sfere di idrogel e nanofluidi

I ricercatori dell’Università egiziana di Benha e dell’Università inglese di Bristol hanno sviluppato una nuova tecnologia passiva per il raffreddamento dei moduli solari , basata su sfere di idrogel che utilizzano nanofluidi al posto dell’acqua. Le sfere di idrogel sono particelle micro-dimensionate con proprietà di raffreddamento, realizzate con polimeri naturali o sintetici e sono comunemente utilizzate negli studi biomedici, di somministrazione di farmaci e biologici. Gli scienziati hanno utilizzato nanofluidi a base di acqua di ossido di alluminio (Al2O3) con tre diverse concentrazioni come agente di saturazione per le sfere di idrogel.

Le perle di idrogel secche sono state miscelate con i nanofluidi attraverso un processo di sonicazione, che applica energia sonora per agitare particelle o fibre discontinue in un liquido. I pesi delle nanoparticelle sono stati misurati nella cabina a gas e miscelati con acqua per ottenere tre concentrazioni percentuali in peso (0,1%, 0,25% e 0,5%). Quindi, le perle sature sono state posizionate sotto la superficie posteriore di pannelli fotovoltaici simulati e la soluzione di raffreddamento è stata testata in condizioni di radiazione standard con una temperatura di 33 gradi Celsius, un’umidità relativa del 40-50% intorno alla superficie dei pannelli e un vento velocità prossima allo zero.

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La temperatura del pannello è stata misurata con 3 termocoppie di tipo K attaccate a ciascuna superficie posteriore e collegate ai registratori di dati. L’esperimento ha mostrato che i pannelli simulati con le sfere di idrogel avevano prestazioni termiche migliori rispetto al pannello non raffreddato e alla soluzione di idrogel satura di sola acqua. Potrebbe ridurre significativamente la temperatura di 17,9 e 16,3 ° C rispetto al pannello non raffreddato con intensità di radiazione di 800 e 1000 W / m2, rispettivamente. La concentrazione ottimizzata potrebbe migliorare l’efficienza elettrica dei pannelli di circa il 10,1% .

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Un’ulteriore analisi dei costi della tecnologia proposta ha mostrato, secondo i ricercatori, che il tempo di ammortamento varia tra 16,1 e 12 anni a intensità di radiazione di 800 e 1000 W / m2, rispettivamente. Si può vedere che, a causa dell’elevato costo del nanomateriale, all’aumentare della concentrazione del nanofluido aumenta il periodo di recupero. La tecnologia è già utilizzabile per la produzione commerciale.

Fonte: ecoinventos.com

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