Une équipe internationale de chercheurs a évalué expérimentalement cinq prototypes de caloducs plans conçus pour refroidir des modules photovoltaïques. Ces dispositifs répartissent la chaleur à l’arrière d’un module et la transfèrent vers une unité compacte de refroidissement à l’eau, dans le but de réduire les écarts de température et les points chauds.

Chaque prototype mesurait 1 650 mm sur 1 000 mm et se composait de plaques en acier inoxydable entourant une cavité peu profonde remplie d’eau distillée. Les modèles différaient par leur maillage interne et leurs structures de soutien, l’épaisseur des plaques et le volume d’eau. Les chercheurs les ont comparés à des configurations sans caloducs, en utilisant des coussins chauffants pour simuler des températures inégales dans les modules.

Les essais portaient sur la convection naturelle à deux angles et sur le refroidissement localisé à l’eau, avec des températures de coussin chauffant allant de 50 °C à 100 °C. Des capteurs et des images infrarouges ont servi à évaluer le transfert thermique et l’uniformité de la température. Selon le modèle et la température d’essai, les températures maximales de surface ont baissé d’environ 8 °C à 32 °C. Dans les conditions étudiées, les différences de performances thermiques entre les cinq prototypes étaient faibles.

L’équipe a ensuite utilisé les réductions de température mesurées dans un modèle photovoltaïque simplifié fondé sur des données météorologiques de Riyad, en Arabie saoudite. L’analyse a estimé qu’un refroidissement actif à l’eau pourrait augmenter la production annuelle d’électricité de 2,2 % à 3,6 %. Les chercheurs ont également estimé à 4,5 % au maximum le gain théorique que pourrait apporter la capacité des caloducs à uniformiser la température des modules.

L’étude, intitulée « Évaluation expérimentale de caloducs plans intégrant un refroidissement actif pour atténuer les points chauds thermiques dans les systèmes photovoltaïques », a été publiée dans Renewable Energy. Ses auteurs étaient issus de l’Université de technologie de Lappeenranta-Lahti, en Finlande, de l’Université Friedrich-Alexander d’Erlangen-Nuremberg, en Allemagne, et de Samirock, en Arabie saoudite.

Sources: pv magazine.