Kühlung und Bewässerung mit PV

Wie das Chemie Nobel Preis Material PV verbessern kann

Interessanterweise hat mich Facebook und TikTok daran erinnert, dass ich mir vor einem Jahr Gedanken über die Aussage, des jetzigen Nobel Chemie Preis Gewinner Yagi Gedanken gemacht, dass MOFs besser als Kaktus Spiegel bzw. passive Tageszeit Kühler sind. Ich glaube es wird viele Techniken und Ideen benötigen um die Auswirkungen der Vergangenheit für die Zukunft zu reduzieren und es spricht ja nichts dagegen radiative als evaporative Kühlung zu kombinieren.

MOFs für PV-Kühlung

Die evaporative Kühlung basierend auf atmosphärischer Wasserernte (AWH-EC) hat das Potenzial, eine Schlüsseltechnologie für nachhaltige und kostengünstige Kühlung zu sein. Hier wird der superadsorbierende Cr-soc-MOF-1 vorgestellt und in ein sorptionsbasiertes atmosphärisches Wasserernte-Photovoltaik-Kühlsystem integriert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die AWH-basierte Kühlkomponente eine Kühlleistung von 68,9–136,1 W m⁻² bereitstellen kann, und die Temperatur des PV-Panels kann bei einer Sonneneinstrahlung von 0,8–1,1 kW m⁻² um etwa 10,6–12,6 °C gesenkt werden. Bemerkenswert ist, dass das integrierte System eine Steigerung der Stromerzeugung von bis zu 7,5 % zeigt. Die Skalierbarkeit dieser Kühlstrategie wird durch Simulationen weiter vorhergesagt, was darauf hinweist, dass es sich um einen vielversprechenden Ansatz handelt, um den Kühlbedarf in der PV-Industrie mit breiter Anpassungsfähigkeit zu decken.

Artikel:

MOFs für die Kühlung von Photovoltaiksystemen

Die steigenden globalen Temperaturen und der wachsende Energiebedarf stellen die Photovoltaikindustrie vor neue Herausforderungen. Eine der größten Hürden ist die Überhitzung von Solarmodulen, die die Effizienz der Stromerzeugung erheblich beeinträchtigen kann. Eine innovative Lösung, die in einer aktuellen Studie vorgestellt wurde, nutzt metallorganische Gerüste (MOFs), insbesondere Cr-soc-MOF-1, um durch atmosphärische Wasserernte (AWH) eine nachhaltige und effiziente Kühlung für Photovoltaiksysteme zu ermöglichen.

Atmosphärische Wasserernte zur Kühlung

Die Technologie der atmosphärischen Wasserernte kombiniert mit evaporativer Kühlung (AWH-EC) basiert auf der Fähigkeit von superadsorbierenden Materialien wie Cr-soc-MOF-1, Wasser aus der Umgebungsluft zu extrahieren. Dieses Wasser wird anschließend genutzt, um durch Verdunstung eine Kühlung zu erzeugen. Die Studie zeigt, dass ein solches System eine Kühlleistung von 68,9 bis 136,1 Watt pro Quadratmeter liefern kann. Dies führt zu einer Temperaturreduktion der Solarmodule um 10,6 bis 12,6 Grad Celsius unter typischen Sonneneinstrahlungsbedingungen von 0,8 bis 1,1 kW m⁻².

Steigerung der Effizienz

Ein bemerkenswerter Vorteil des AWH-EC-Systems ist die Steigerung der Stromerzeugung. Durch die Senkung der Betriebstemperatur der Photovoltaikmodule konnte eine Effizienzsteigerung von bis zu 7,5 % erzielt werden. Dies ist besonders relevant, da höhere Temperaturen normalerweise die Leistung von Solarmodulen verringern, was die Gesamtproduktivität eines Solarkraftwerks einschränkt.

Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit

Die Studie hebt hervor, dass die AWH-EC-Technologie nicht nur effektiv, sondern auch skalierbar ist. Simulationen zeigen, dass die Technologie an verschiedene Umgebungsbedingungen angepasst werden kann, was sie besonders attraktiv für den Einsatz in unterschiedlichen geografischen Regionen macht. Von Wüstenklimata mit hoher Sonneneinstrahlung bis hin zu feuchteren Regionen – die Flexibilität des Systems könnte den Kühlbedarf der PV-Industrie revolutionieren.

Fazit

Die Integration von Cr-soc-MOF-1 in ein AWH-EC-System stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, um die Herausforderungen der Überhitzung in der Photovoltaikindustrie zu bewältigen. Die Kombination aus nachhaltiger Kühlung und gesteigerter Energieeffizienz könnte nicht nur die Lebensdauer von Solarmodulen verlängern, sondern auch die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen verbessern. Mit weiteren Fortschritten in der Skalierung und Optimierung dieser Technologie könnte AWH-EC zu einer Standardlösung für die nächste Generation von Photovoltaiksystemen werden.

**Quelle**: [ScienceDirect](https://www.sciencedirect.com/org/science/article/pii/S2633540924003608)