光伏面板清洁和冷却的集水技术
来源： 2020-12-21 17:20:43
来自中国东南大学，迪拜电力与水务局(DEWA)和斯坦福大学的研究人员建议在夜间将太阳能电池板的辐射冷却用于集水应用。
据他们收集的水可用于在白天清洁模块或用于其他未指定的农用应用。研究小组指出：“通过理论分析，我们确定了太阳能电池板夜间集水的合适温度和湿度范围，并概述了各种条件下的集水潜力。”该技术在迪拜的穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆太阳能公园进行了为期一年的评估，DEWA在那里测试了各种可再生能源技术。
在学者提出的建议系统中，该系统可作为翻新应用而不会增加系统复杂性，PV面板中的辐射冷却层位于前侧，并且通过放置在太阳能面板下边缘的管道实现集水。
该技术还基于黑体发射器，8-13μm选择性发射器和理想的光谱角度选择性发射器的使用，这些发射器用于改善温度和湿度范围。由光子超表面实现的选择性发射器用于被动辐射冷却系统中，以将蒸气温度从环境温度降低到露点，并吸收相变过程中水的潜热。
据研究人员称，这种光子热发射率工程能够改善面板的红外光谱，而不会牺牲太阳光谱中高于太阳能电池带隙的高透射率。他们解释说：“这种频谱特征有可能使白天的太阳能电池板工作温度降低8摄氏度以上，并将太阳能电池板的绝对效率提高1%。”“因此，这对于夜间集水和白天太阳能电池效率的提高都是有益的。”
科学家发现，引发冷凝过程需要10摄氏度的环境温度和超过69.6%的相对湿度。他们指出：“对于标准的太阳能电池板，在10月至4月的大部分时间里，当环境温度较低且相对湿度较高时，会产生水。”
他们还发现，使用该系统在迪拜太阳能公园中平均每周可产生261ml / m2的水。该小组总结说：“此外，通过进一步的发射率工程可以将其显着提高到681ml / m2。”
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