Aumento dell'efficienza delle celle solari fotovoltaiche attraverso il raffreddamento

Un aspetto inevitabile dei pannelli solari fotovoltaici (FV) è che diventano meno efficienti quando si riscaldano. Come spiega [Tech Ingredients] in un nuovo video, la ragione di ciò è che l'ingresso di energia termica rende più difficile per gli elettroni essere rimossi dalla banda proibita dai fotoni, che è la caratteristica essenziale che fa funzionare i pannelli fotovoltaici. Nell’esperimento successivo viene dimostrato come il raffreddamento della parte posteriore del pannello influenzi la potenza erogata dal pannello.

Esistono soluzioni commerciali che utilizzano il raffreddamento ad acqua sul retro dei pannelli per allontanare il calore dai pannelli, ma ciò lascia ancora i problemi di manutenzione (inclusa l'impermeabilizzazione invernale) e lo scarico del calore da qualche parte. Una soluzione plausibile per quest'ultimo è utilizzare questo calore per il fabbisogno di acqua calda di una casa. Nel sistema dimostrato un dissipatore di calore è installato sul retro del pannello, con ventole che fanno passare l'aria fredda sulle alette del dissipatore di calore.

Su un pannello fotovoltaico da 100 Watt, 10 W sono stati persi dal riscaldamento del pannello al sole. Dopo aver acceso le ventole, la temperatura del pannello è scesa di oltre 10 °C, recuperando 5.5 W. Poiché le ventole installate hanno consumato circa 3 W, ciò significa che le ventole non costano energia extra ma hanno comportato un aumento della produzione. Non solo, ma le temperature più basse in teoria prolungheranno la durata del pannello. Sebbene anche con il raffreddamento attivo, anche il migliore dei pannelli fotovoltaici lo farà devono essere sostituiti dopo un paio di decenni.

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Grazie a [Stephen Walters] per il suggerimento!

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• Fonte: https://hackaday.com/2023/01/14/increasing-pv-solar-cell-efficiency-through-cooling/