Des scientifiques espagnols ont construit un système de refroidissement composé d'échangeurs de chaleur à panneaux solaires et d'un échangeur de chaleur en U installé dans un puits de 15 mètres de profondeur. Les chercheurs affirment que cela réduit la température des panneaux jusqu'à 17 % tout en améliorant les performances d'environ 11 %.
Des chercheurs de l'Université d'Alcalá en Espagne ont développé une technologie de refroidissement de modules solaires qui utilise un échangeur de chaleur monophasé en boucle fermée souterrain comme dissipateur de chaleur naturel.
Le chercheur Ignacio Valiente Blanco a déclaré au magazine pv : « Notre analyse de différents types de propriétés résidentielles et commerciales montre que le système est économiquement viable avec une période de retour sur investissement de 5 à 10 ans. »
La méthode de refroidissement utilise un échangeur de chaleur situé à l'arrière du panneau solaire pour évacuer l'excès de chaleur. Cette chaleur est transférée au sol grâce à un liquide de refroidissement refroidi par un autre échangeur de chaleur en forme de U, introduit dans un puits de 15 mètres de profondeur rempli d'eau naturelle provenant d'un aquifère souterrain.
« Le système de refroidissement nécessite une énergie supplémentaire pour activer la pompe de refroidissement », expliquent les chercheurs. « Comme il s'agit d'un circuit fermé, la différence de potentiel entre le fond du puits et le panneau solaire n'affecte pas la consommation électrique du système de refroidissement. »
Les scientifiques ont testé le système de refroidissement sur une installation photovoltaïque autonome, qu'ils ont décrite comme une ferme solaire classique dotée d'un système de suivi à axe unique. Le réseau est composé de deux modules de 270 W fournis par Atersa, en Espagne. Leur coefficient de température est de -0,43 % par degré Celsius.
L'échangeur de chaleur du panneau solaire est principalement constitué de six tubes plats en cuivre en forme de U, déformés plastiquement, de 15 mm de diamètre chacun. Ces tubes sont isolés par de la mousse de polyéthylène et reliés à un collecteur d'entrée et de sortie commun de 18 mm de diamètre. L'équipe de recherche a utilisé un débit de fluide caloporteur constant de 3 L/min, soit 1,8 L/min par mètre carré de panneaux solaires.
Des expériences ont montré que la technologie de refroidissement permet de réduire la température de fonctionnement des modules solaires de 13 à 17 °C. Elle améliore également les performances des composants d'environ 11 %, ce qui signifie qu'un panneau refroidi fournira 152 Wh d'énergie tout au long de la journée. Selon les recherches, un panneau non refroidi…
Les scientifiques décrivent le système de refroidissement dans l’article « Améliorer l’efficacité des modules solaires photovoltaïques en refroidissant un échangeur de chaleur souterrain », récemment publié dans le Journal of Solar Energy Engineering.
« Avec l’investissement nécessaire, le système est idéal pour les installations conventionnelles », explique Valiente Blanco.
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