II. Kết quả thực nghiệm trong phịng thí nghiệm (PTN):
4.Đặc tính nhiệt độ của tấm PV làm mát thụ động bằng PCM:
90 80 70 60 (o C) 50 độ N hi ệt 40 30 20 10 0 0
Hình 4.4: Đặc tính nhiệt đợ của tấm PV + PCM (chế đợ PTN)
5. Đặc tính nhiệt độ của tấm PV làm mát thụ động bằng PCM + nước:
(o C) độ N hi ệt
Từ đồ thị dữ liệu Hình 4.2 và Hình 4.3 có thể thấy hiệu quả trao đổi nhiệt của mẫu 1 và 2 có sự khác biệt rất khơng đáng kể và có thể bỏ qua. Vì vậy, việc xuất hiện thêm các vách đỡ tấm pin không làm ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ nhiệt của nước.
Hình 4.4 (mẫu Pin + PCM) và Hình 4.5 (mẫu Pin + PCM + Nước) cho thấy sự làm giảm nhiệt độ làm việc của tấm pin chủ yếu là do PCM gây nên. Nước đóng vai trị rất nhỏ trong việc hỗ trợ quá trình giải nhiệt cho tấm pin vì thực chất lớp nước trong trường hợp này có vai trị chính là để giúp nâng và giữ tấm PCM lên tiếp xúc với mặt lưng của tấm pin, đặc biệt trong quá trình chuyển pha.
6. Tương quan so sánh giữa nhiệt độ trung bình bề mặt của tấm PV ở mẫu khác nhau trong cùng chế độ làm việc:
(o C) độ N hi ệt
Hình 4.6: So sánh nhiệt đợ mặt trên của tấm PV ở 4 mẫu (chế độ PTN)
Kết quả so sánh cho thấy phương án làm mát bằng PCM + nước cho khả năng duy trì nhiệt độ của tấm PV ở giá trị gần nhiệt độ môi trường lâu hơn cả và mức giảm nhiệt độ trong phạm vi 7oC – 15oC. Do lượng PAL-33 với ẩn nhiệt 45,8kJ/kg được sử dụng chỉ là 0,4kg, nên thời gian duy trì nhiệt độ PV thấp chỉ kéo dài trong khoảng nửa giờ. Rõ ràng rằng, nếu lượng PCM được sử dụng đủ nhiều sẽ giúp duy trì vùng nhiệt độ bề mặt thấp trong suốt thời gian làm việc của tấm PV trong ngày. Giả sử rằng tấm PV làm việc trong 8
500W/m2, thì lượng PAL-33 cho mỗi tấm PV kích thước 1,9m2 nên là khoảng 15kg để quá trình chuyển pha diễn ra đủ trong suốt 8 giờ. Trong trường hợp có PCM thay thế PAL-33 với ẩn nhiệt cao gấp 2 đến 3 lần ẩn nhiệt của PAL-33 thì khối lượng PCM cần dùng sẽ suy giảm đáng kể. Trong thực tế điều này là hồn tồn có thể đạt được vì giá trị ẩn nhiệt của nhiều loại PCM thương phẩm hiện nay nằm trong khoảng 100 đến 200 kJ/kg [34].
Trong suốt khoản thời gian tấm PV được giữ ở nhiệt độ làm việc thấp hơn, tấm PV sẽ làm việc với các giá trị hiệu suất cao hơn so với tấm pin thơng thường. Như vậy, q trình chuyển pha của PCM đã giúp hấp thụ nhiệt của tấm pin và khống chế nhiệt độ làm việc ở mức thấp một cách đáng kể. Việc sử dụng thêm nước cùng với PCM đã giúp lấp đầy không gian buồng chứa PCM, đồng thời nước giúp nâng PCM luôn tiếp xúc tốt với mặt lưng của tấm PV và do đó q trình trao đổi nhiệt diễn ra hiệu quả hơn so với trường hợp lớp PCM được gói trong một lớp vỏ và gắn tiếp xúc với mặt lưng tấm PV bằng cấu trúc thanh đỡ. Đây chính là điểm cải tiến của đề tài so với các nghiên cứu dùng PCM làm mát tấm PV trước đây.