Analiza efektywności paneli fotowoltaicznych chłodzonych cieczą

• Autorzy: Panowski Marcin , Nowak Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2025.2.6

Warianty tytułu

EN

Analysis of the Efficiency of Water-Cooled Photovoltaic Panels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chłodzenie powierzchni roboczej paneli PV jest kluczowym czynnikiem operacyjnym, który pozwala osiągnąć wyższą sprawność w warunkach eksploatacyjnych. Panele w warunkach rzeczywistych nagrzewają się nawet do temperatury przekraczającej 60°C, co powoduje znaczny spadek zarówno sprawności, jak i osiąganej mocy. Prawidłowe chłodzenie może nie tylko poprawić wydajność elektryczną, ale także zmniejszyć szybkość degradacji ogniw, co skutkuje maksymalizacją żywotności modułów fotowoltaicznych i większym uzyskiem energii. W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań paneli słonecznych chłodzonych wodą, poprzez rozprowadzenie filmu wodnego na ich powierzchni. Uzyskane rezultaty wykazały, że dzięki chłodzeniu paneli można istotnie zwiększyć uzysk energii przez poprawę sprawności, a także, że grubość filmu wodnego (w badanym zakresie) nie wpływa w żaden sposób, w tym negatywnie, na poprawę sprawności.

EN

Cooling the working surface of PV panels is a key operational factor that allows to achieve higher efficiency in real conditions. In operating conditions, panels heat up to temperatures exceeding 60°C, which causes a significant decrease in both efficiency and generated power. Proper cooling can not only improve electrical efficiency, but also can reduce the rate of cell degradation over time, which results in maximizing the life span of photovoltaic modules and higher energy yield. The paper presents the results of experimental studies of solar panels, cooled by spreading a water film on their surface. The obtained results showed that owing to cooling the panels, it is possible to significantly increase energy yield by improving efficiency, and also that the thickness of the water film (in the tested range) does not affect in any way, including negatively, the improvement of efficiency.

Słowa kluczowe

PL

fotowoltaika; efektywność; odnawialne źródła energii; chłodzenie paneli PV

EN

photovoltaics; efficiency; renewable energy sources; cooling of PV panels

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 56, nr 2
• Strony: 31--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Panowski Marcin

• Katedra Zaawansowanych Technologii Energetycznych, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska

• https://orcid.org/0000-0002-5773-9733

autor

Nowak Krzysztof

• Tauron Dystrybucja S.A.

Bibliografia

• [1] https://www.ure.gov.pl/pl/oze
• [2] Wang Y, Zhou S, Hou H. 2014. „Cost and CO2 reductions of solar photovoltaic power generation in China: perspectives for 2020”. Renew Sustain Energy Rev. 39:370-80.
• [3] Bhubaneswari P, Iniyan S, Goic R. 2011. „A review of solar photovoltaic technologies”. Renew Sustain Energy Rev. 15:1625-36.
• [4] Szymański B., Instalacje fotowoltaiczne, Globenergia, Kraków 2020.
• [5] Korasiak P. 2017. „Sprawność konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną współczesnych ogniw i modułów fotowoltaicznych”. Przegląd elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 93 NR 7/2017.
• [6] Cazzaniga R, Clot MR, Clot PR, Tina GM. 2012. „Floating tracking cooling concentrating (FTCC) systems”. In Proc. 0160-8371; p. 514-17.
• [7] Pang W, Liu Y, Shao S, Gao X. 2015. „Empirical study on thermal performance through separating impacts from a hybrid PV/TE system design integrating heat sink”. Int Commun Heat Mass Transf . 60: 9-12.
• [8] Alzaabi AA, Badawiyeh NK, Hantoush HO, Hamid AK. 2014. „Electrical/ thermal performance of hybrid PV/T system in Sharjah”. UAE. Int J Smart Grid Clean Energy.3:385.
• [9] Solar Electricity and Heat in One Package. January; 2015. Internet: https://solartoday.org/2015/01/solar-electricity-and-heat-in-onepackage/.
• [10] Mehrotra S, Rawat P, Debbarma M, Sudhakar K. 2014. „Performance of a solar panel with water immersion cooling technique”. Int J Sci Environ Technol. 3:1161-72.
• [11] Cracker H., Radiative cooling of solar absorbers using a visibly transparent photonic crystal thermal blackbody. Internet: https://gadgtecs. com/2015/09/25/engineers-invent-clear-coating-that-boost-solar-cellefficiency-by-coolingthem/, September; 2015.
• [12] Mazón-Hernández R, García-Cascales JR, Vera-García F, Káiser AS, Zamora B. 2013. „Improving the electrical parameters of a photovoltaic panel by means of an induced or forced air stream”. Int J Photoenergy. 1-10.
• [13] Jordehi AR. 2016. „Parameter estimation of solar photovoltaic (PV) cells”. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 61:354-71.
• [14] Sieckera J., Kusakanaa K., Numbib B.P. 2017. „A review of solar photovoltaic systems cooling technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews 79: 192-203.
• [15] G.U.N.T. Gerätebau GmbH, https://gunt.de/en/
• [16] Nowak Krzysztof, Analiza efektywności paneli fotowoltaicznych chłodzonych cieczą, Praca dyplomowa, Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2022.