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

Детальное изучение мозга чемпиона по памяти раскрыло нейробиологию его трюков

Рабочая память человека имеет свои физиологические ограничения. Исторически в когнитивной психологии этот предел описывался формулой «семь плюс-минус два элемента». Вы можете легко удержать в...

Эффект странника: как навыки ориентации в пространстве породили у человека геометрическое мышление

Со времен Платона геометрия считалась высшим проявлением абстрактного мышления. В диалоге «Менон» философ просит необразованного мальчика-раба удвоить площадь квадрата — и тот, опираясь...

Каньон Антилопы: почему он самый извилистый и фотогеничный в мире

В Аризоне, на землях индейцев навахо, находится место, любимое фотографами со всего мира. Каньон Антилопы вы наверняка хоть раз видели на заставке своего компьютера. Microsoft вносила его виды в...

Почему кофе и чай бодрят: взгляд с точки зрения науки

Вы когда-нибудь замечали, что после чашки кофе фокусировка внимания резко обостряется, но уже через полчаса ясность мысли начинает неумолимо угасать? Эти «американские горки» связаны с конкретными...

Как гора выше Эвереста остаётся невидимой: 75% высоты Мауна-Кеа скрыто океаном

Говоря о горных вершинах, достигающих наибольших высот, невозможно не вспомнить об Эвересте. Эта гора возносится в небо на 8848 метров над уровнем моря, и этот рекорд закреплён в школьных учебниках...