导读 光伏（PV）模块是将阳光转化为电能的装置。然而，它们的转换效率较低，约为20%，因为它们只能将近红外波长转换为电能，而其他波长只会加热...
光伏（PV）模块是将阳光转化为电能的装置。然而，它们的转换效率较低，约为20%，因为它们只能将近红外波长转换为电能，而其他波长只会加热光伏组件，从而降低其效率。
为了解决这个问题，科学家们开发了光伏热（PVT）系统，其中产生的热量由含有冷却液（空气或液体）的热交换器带走。这反过来又冷却了光伏模块，提高了其效率。此外，捕获的热量可以以热能的形式利用。
为了进一步增强光伏组件的冷却效果并收集热能，设计了配备液体过滤器的解耦PVT系统。这些滤光片放置在光伏模块上，捕获对发电影响最小的特定波长的阳光，包括紫外线(UV)、可见光和近红外线，促进其转化为热能，用于各种应用。然而，水这种流行的液体过滤器不能吸收紫外线。
现在，由韩国海事海洋大学助理教授JaeWonLee领导的研究小组推出了一种创新的鱼油和水乳液（混合物）作为液体过滤器。它能有效吸收红外光和紫外光，增加解耦PVT系统的能量收集潜力。他们的研究成果发表在《能源转换与管理》杂志上。
“大多数液体过滤器使用水或水和固体纳米颗粒的混合物来吸收太阳辐射中未使用的波长。然而，水仅吸收波长超过1250nm的太阳光红外部分。另一方面，固体纳米颗粒往往会吸收太阳光中未使用的波长。随着时间的推移，会降低其效率，”李博士指出。相比之下，所提出的乳液在高达70°C的高温下仍保持稳定。
此外，乳液中的油滴可有效吸收波长低于500nm的紫外线。
与单独使用热交换器的系统相比，乳液过滤器的存在显着提高了转化效率并降低了操作温度。效率从70.9%提高到84.4%，同时温度从46.7℃降低到33.1℃。
研究人员发现，在1000W/m2的标准太阳辐照度下，带有乳化过滤器的解耦PVT系统每天产生的电能和热能分别达到72.2Wh和1176.7Wh。事实证明，这在经济上是有利的，与PVT系统和带水过滤器的解耦PVT系统相比，成本回收期更短。
所提出的系统甚至可以在特定要求和环境条件下运行。例如，在夏季，液体过滤器中的流体可以被绕过，以最大限度地提高发电量，而在冬季，液体过滤器可以捕获热能用于加热应用。预计其实施也将非常简单。
“乳液技术已经很成熟，并在化妆品和食品等各个行业都有应用，”李博士解释道。“因此，乳剂过滤器可以很容易地应用于现有系统。此外，它们在新应用方面具有巨大的潜力，包括选择性分离太阳波长光谱。”