Гибридные солнечные системы: волнистые трубы против прямых – что эффективнее?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В погоне за чистой энергией ученые постоянно ищут способы повысить эффективность существующих технологий. Иногда самые неожиданные решения оказываются наиболее действенными. Исследование, проведенное в Университете Ноттингема, демонстрирует, как простое изменение формы труб в гибридных фотоэлектрических тепловых (ФЭТ) системах может существенно увеличить отдачу от солнечной энергии.

ФЭТ системы, по сути, представляют собой симбиоз двух технологий: фотоэлектрической, преобразующей солнечный свет непосредственно в электричество, и тепловой, улавливающей остаточное тепловое излучение. Такой тандем позволяет достичь более высокого КПД по сравнению с традиционными солнечными панелями, преобразующими лишь малую долю солнечной энергии в электричество.

Гибридные системы, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Новое исследование фокусируется на нетривиальной детали — форме труб, используемых в тепловой составляющей ФЭТ систем. Традиционно применяются прямые трубы, но ученые из Ноттингема решили проверить, что произойдет, если их заменить на волнистые. Результаты компьютерного моделирования оказались впечатляющими.

ФЭТ система с волнистыми трубами продемонстрировала способность улавливать более 85% поступающей тепловой энергии, в то время как аналогичные системы с прямыми трубами достигают лишь 72% эффективности. Этот прирост в 13% может показаться незначительным, но в масштабах глобального энергопотребления он трансформируется в колоссальную экономию ресурсов.

Секрет повышенной эффективности кроется в особенностях взаимодействия теплоносителя с поверхностью волнистой трубы. Изгибы создают турбулентные потоки, способствуя более интенсивному теплообмену. Кроме того, такая конструкция позволяет поддерживать оптимальную температуру фотоэлектрических элементов, что также положительно сказывается на выработке электроэнергии.

Гибридные системы, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Исследователи не ограничились изучением влияния формы труб. Они также проанализировали взаимосвязь других параметров системы, таких как скорость потока теплоносителя, размеры труб и коллектора, а также ширину самой панели. Оказалось, что вариация этих параметров позволяет еще больше оптимизировать работу ФЭТ системы. Например, излишне широкая панель приводит к неоправданным потерям энергии.

Доктор Суроджит Сен, руководитель исследования, подчеркивает актуальность разработки эффективных систем солнечного энергоснабжения в контексте растущего энергопотребления и необходимости перехода на возобновляемые источники. Он отмечает, что огромная доля энергии тратится на отопление помещений, и солнце представляет собой практически неисчерпаемый и экологически чистый ресурс для решения этой задачи.

Работа ученых из Ноттингема открывает новые перспективы в развитии солнечной энергетики. Небольшое, на первый взгляд, изменение конструкции ФЭТ систем способно привести к значительному повышению их эффективности, что в свою очередь приближает нас к будущему, основанному на чистой и доступной энергии.

3 комментария

Добавить комментарий

Zebr_X
Если повышение затрат на прокачку теплоносителя не компенсируется повышением КПД электрической части панели, то стоит ли оно того? Подозреваю что не везде, анализ улучшений всегда важен в комплексе.
A
В оригинальной статье в 3 раза больше букав, в 10 раз раз больше цифр и 0 деггенеративных ии картинок. Вы за кого вообще держите ваших читателей?)
1
Какая тупость! Просто волнистая труба длиней прямой, на одинаковом по длине отрезке! Вот и плюс КПД, при чём там завихрения? Ещё там турбина появляется и вечный двигатель! 😀

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как NASA планирует сфотографировать материки и океаны на экзопланетах, и почему это не сделали до сих пор

Современная астрофизика открыла более пяти тысяч экзопланет — планет, расположенных за пределами Солнечной системы. Однако абсолютное большинство этих объектов никогда не наблюдались...

Капрезе: как три простых продукта превратились в символ итальянской кухни

Среди множества знаменитых итальянских блюд капрезе занимает особое место. В нём нет сложных соусов, длительной термической обработки или редких ингредиентов. На первый взгляд кажется, что это...

Золото во Вселенной рождается не совсем так, как считалось: как квантовые расчеты ядер изменили модель r-процесса

Таблица Менделеева содержит 118 химических элементов, однако механизмы их образования во Вселенной принципиально различаются. Самые легкие элементы — водород, гелий и незначительное...

Как удвоить объём котлет без потери вкуса: готовим фарш по-новому

Уверен, у всех есть свой уникальный проверенный рецепт домашних котлет. Для пышности и сохранения влаги в фарш традиционно добавляют вымоченный в молоке белый хлеб или батон, манную крупу и даже...

Мог ли Алтарный камень Стоунхенджа «приехать» сам на леднике? Геологи закрыли спор о 6-тонной породе из Шотландии

В центре древнего святилища Стоунхендж на юге Англии лежит массивный блок зеленоватого песчаника длиной почти пять метров и весом шесть тонн. В научной литературе он известен как Алтарный камень....

Что происходит с телом на глубине 10, 20, 30 и 60 метров

На поверхности человек находится под давлением атмосферы, хотя обычно его не замечает. Под водой к нему добавляется давление водяного столба: примерно каждые 10 метров морской воды увеличивают...