Sut i Leihau Tymheredd Modiwl PV Gyda Perforations Ffrâm

Mae tîm ymchwil dan arweiniad gwyddonwyr o Brifysgol Northeast Electric Power Tsieina wedi ymchwilio i effaith perforation ffrâm ar leihau tymheredd paneli PV gan ddefnyddio oeri aer goddefol.

"O'i gymharu ag astudiaethau blaenorol, prif newydd-deb yr astudiaeth hon yw'r gwerthusiad effaith cynhwysfawr o drydylliad ffrâm ar berfformiad oeri aer goddefol, rheolaeth thermol, a pherfformiad trydan paneli PV," esboniodd y grŵp. "Cynhelir dadansoddiad manwl o faes llif aer o amgylch paneli PV a maes tymheredd paneli PV, a chymharir a thrafodir effeithiau gwahanol batrymau trydylliad ffrâm a gwahanol siapiau tyllau ar berfformiadau thermol a thrydan paneli PV. Prif amcan y papur hwn yw darparu cyfeiriad ar gyfer ymchwil technoleg oeri aer goddefol o baneli PV solar."

Ymchwiliodd y tîm ymchwil i 17 o wahanol ddyluniadau trydylliad ffrâm gan ddefnyddio efelychiadau deinameg hylif cyfrifiadol tri dimensiwn (CFD).

Roedd yr efelychiadau'n seiliedig ar banel ffotofoltäig silicon monocrystalline (PV) yn mesur 52.8 cm × 32 cm × 1.05 cm. Roedd y panel yn cynnwys ffrâm aloi alwminiwm (2.5 mm o drwch), haen wydr (3.2 mm), haen ethylene asetad finyl (EVA) (0.5 mm), cell PV (0.6 mm), a chefnfwrdd (0.7 mm).

Y parth cyfrifiannol oedd ciwb yn mesur 0.8 m ar bob ochr, gydag uchder gosod o 0.4 m. Gosodwyd cyflymder gwynt y fewnfa ar 6.0 m/s. Roedd ochrau gwynt a gysgodol y panel yn mesur 52.8 cm, tra bod ochrau chwith a dde yn 32 cm. Arbelydriad solar digwyddiad oedd 900 W/m².

I ddilysu eu model, adeiladodd yr ymchwilwyr setiad arbrofol gan ddefnyddio panel PV silicon monocristallin llai gyda dimensiynau o 35 cm × 23.5 cm × 1.5 cm. Roedd gan y panel bŵer graddedig o 10 W ac fe'i gosodwyd ar ongl tilt o 50 gradd. Cynhaliwyd arbrofion yn Jilin City, canol Tsieina, a chymharwyd y canlyniadau â model efelychu ar wahân. Dangosodd y dadansoddiad wahaniaeth tymheredd cyfartalog rhwng gwerthoedd efelychiedig a mesuredig o ddim ond 0.2267 gradd , gydag uchafswm gwyriad pwynt sengl o 0.4 gradd .

Ar ôl i'r model CFD gael ei ddilysu, gwnaeth y tîm optimeiddio'r ongl tilt ar gyfer oeri goddefol, gan nodi 11 gradd fel y mwyaf effeithiol. Cynhaliwyd pob efelychiad dilynol o'r achosion trydylliad yn y gogwydd hwn. Cafodd yr 17 o ddyluniadau trydylliad eu grwpio i bedwar categori yn seiliedig ar nifer yr ochrau ffrâm tyllog: trydylliad un-ochr, deuol, tair-ochr, a phedair{7}}ochr.

Roedd pob achos yn cynnwys trydylliadau crwn neu hirsgwar. Ar gyfer paneli gyda thylliadau gwyntog a chysgodol, roedd gan dyllau crwn radiws o 3 mm ac roedd 58.68 mm rhyngddynt; ar yr ochr chwith a dde, roedd y tyllau hefyd yn 3 mm mewn radiws ond yn 64 mm rhyngddynt. Roedd trydylliadau hirsgwar yn mesur 4 mm × 100 mm gyda bylchiad o 107 mm, a 5 mm × 70 mm gyda bylchau 60 mm, yn dibynnu ar yr ochr.

"Cyflawnodd achos 2 - gydag wyth twll crwn o radiws 3.0 mm ar ochr y gwynt - y tymheredd panel PV cyfartalog isaf (39.37 gradd), y tymheredd uchaf isaf (42.63 gradd), y dosbarthiad tymheredd arwyneb mwyaf unffurf, y pŵer allbwn uchaf (24.18 W), a'r effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol mwyaf (15.9%)," adroddodd yr ymchwilwyr.

"O safbwynt tymheredd cyfartalog paneli PV, roedd 13 o'r cynlluniau trydylliad ffrâm a werthuswyd wedi perfformio'n well na'r ffrâm heb dyllog (Achos 1)," ychwanegwyd. O'i gymharu â'r panel heb dyllog, gostyngodd dyluniad Achos 2 dymheredd y panel 5.44 gradd . O dan unrhyw amodau gwynt, gostyngodd y ffrâm dyllog y tymheredd cyfartalog o 37.8 gradd a chynyddodd effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol 2.89%.

Dim ond tri chynllun trydylliad - Achosion 3, 7, a 8 - a danberfformiodd o gymharu â'r panel heb dyllog. Roedd Achos 3 yn cynnwys tyllau crwn ar yr ochr leeward, roedd gan Achos 7 dyllau hirsgwar ar yr ochr leeward, ac roedd gan Achos 8 dyllau hirsgwar ar yr ochr chwith. "Yn groes i ragdybiaethau cyffredin, nid yw drilio mwy o dyllau yn y ffrâm o reidrwydd yn gwella perfformiad oeri paneli PV," daeth y tîm i'r casgliad.

Cyflwynwyd eu gwaith yn "Gwerthuso effaith perforation ffrâm ar leihau tymheredd paneli ffotofoltäig gydag oeri aer goddefol," a gyhoeddwyd yn Case Studies in Thermal Engineering. Cymerodd ymchwilwyr o Brifysgol Northeast Electric Power Tsieina, Shengu Group, a Phrifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina ran yn yr astudiaeth.