アルミホイルは二重ガラスPVモジュールの温度を最大6℃下げる

中国の南昌大学の科学者が率いる研究チームは、太陽光発電モジュールの面内熱伝導率を高め、内部から冷却するために、太陽光発電モジュールの内側にアルミニウム（Al）箔を追加することを提案した。研究チームは、アルミ箔を配置する2つの方法を提案し、それらを製造し、AIなしの基準デバイスと比較した。

「相変化冷却や放射冷却などのパッシブ冷却法は、太陽電池に近い面内熱伝達をほとんど考慮せずに、PVモジュールの表面から熱を放散します」と研究者は述べています。「この論文では、熱伝導率の高いアルミホイルをPVモジュール構造に導入し、横方向から熱を放散しながら、PVモジュールの面内温度均一性を向上させます。」

最初の構造モデルでは、c-Si 太陽電池と酢酸ビニル (EVA) 層の間に 0.5 mm 厚の Al 箔を配置しました (CAE)。一方、2 番目の構造モデルでは、EVA とガラス層の間に配置しました (EAG)。アルミ箔層のないリファレンス モジュールも作成しました。すべての層の面積は 250 mm から 250 mm で、セルは 156 mm から 156 mm でした。各モジュールの背面に熱​​電対が取り付けられました。

標準 PV モジュール、EAG および CAE PV パネルは、南に 30 度傾けられたスタンドに同時に設置されました。「屋外実験は、2024 年 2 月に SCU のマテリアル ビルの屋上で実施されました。温度データは、温度ロガーによって 1 分間隔で収集されました。」

曇りの日のテスト設定では、基準と比較した EAG PV モジュールの最大および平均冷却効果は、それぞれ 2.9°C と 1.9°C でした。CAE PV モジュールの対応する冷却効果は、それぞれ 2.3°C と 1.5°C でした。晴れた日には、EAG PV の最大冷却効果は 4.7°C、平均冷却効果は 2.4°C でした。CAE では、最大冷却効果は 3.6°C、平均冷却効果は 1.5°C でした。

PV マイクロモジュール面内の熱均一性に対するアルミホイルの影響を評価するために、各モジュールの端に熱電対を追加しました。最大温度差は、基準モジュールで 20°C、EAG で 14.6°C、CAE で 14.9°C でした。

これらの結果に基づいて、チームはモジュールの有限要素シミュレーションを実行しました。その結果は、実験設定からの偏差を示しましたが、「概ね一貫していました」。チームは、はるかに効果的で電気的に安全な EAG 構造に焦点を当て、市販のモジュールをシミュレートしました。このモジュールは、6 × 10 構造の PERC セルを使用しています。彼らは、「結果は、Al フォイルが PV モジュール全体の温度差を 6.170 ℃ 低減し、基準 PV モジュールと比較して温度均一性を向上させることを示しています」と結論付けました。

研究結果は、Next Energy誌の「面内熱伝導率の向上による片面二重ガラス太陽光発電モジュールの温度低下」という記事に掲載されました。この研究は、中国の南昌大学と中国の太陽光発電メーカーである江西レインボーPVの研究者によって実施されました。