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
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
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

Кожный секрет бегемота: зачем он нужен и почему становится красным

На серой коже бегемота нередко проступают красновато-оранжевые потёки. Со стороны кажется, будто животное поранилось или вспотело кровью. На самом деле эта жидкость не имеет отношения к крови, а её...

400 километров воды через пустыню за пять лет: зачем СССР построил Каракумский канал

Если открыть карту Туркменистана, Каракумский канал выглядит немного странно. Длинная голубая линия начинается у Амударьи, пересекает пески, проходит через оазисы и тянется в сторону Ашхабада....

Почему в пруду с ротаном становится меньше карася и при чём здесь щука

Я долго была уверена, что история с ротаном устроена просто. Если эта рыба появилась в небольшом пруду, карася со временем станет заметно меньше. Именно так обычно и рассказывают рыбаки: раньше...

Почему некоторые корабли спускают на воду боком, хотя при этом они могут перевернуться?

Спуск судна на воду — один из самых зрелищных моментов в кораблестроении, и на старых кинохрониках часто видно, как огромный корпус скользит в реку не носом, а бортом, кренится на глазах...

Чай в советских поездах: зачем проводницы добавляли в заварку щепотку соды

Если вы застали советские поезда или хотя бы слышали рассказы родителей про них, наверняка помните этот чай в гранёном стакане с подстаканником. Тёмный, крепкий на вид, с характерным вкусом. А...

Был ли весь мир квантово запутан в момент Большого взрыва? Эксперимент на БАК дает утвердительный ответ

Недавние эксперименты на Большом адронном коллайдере доказали: в процессах, протекающих при энергиях в сотни гигаэлектронвольт, элементарные частицы рождаются в квантово-запутанных состояниях....