Ricerca sul miglioramento dei pannelli solari idronici
Il contesto
La California State University - Dominguez Hills ha lavorato attivamente per ridurre il consumo energetico e prevenire le emissioni di gas serra dalle apparecchiature del campus. Ciò ha portato a numerose iniziative di risparmio energetico: l'installazione di illuminazione a LED, la sostituzione dei refrigeratori a gas naturale con refrigeratori elettrici, l'installazione di una batteria da 4 mWh “dietro il contatore” per ottenere energia pulita durante i picchi di domanda e l'installazione di controlli intelligenti dell'illuminazione, di sensori basati e di valvole intelligenti sulle unità di trattamento dell'aria.
“È una combinazione di molte cose”, afferma Kenny Seeton, responsabile dell'impianto centrale della CSUDH. "Guardo sempre a come le cose si intrecciano e lavorano insieme. Come possiamo ottenere il miglior rapporto qualità-prezzo da questi nuovi dispositivi? Stiamo spingendo i confini della tecnologia”.
Il CSUDH ha una storia di sperimentazione di tecnologie all'avanguardia e ha ricevuto riconoscimenti a livello nazionale per i suoi sforzi. Gli studi pubblicati dalla Commissione per l'energia della California hanno utilizzato gli edifici del campus come modelli di migliori pratiche di efficienza energetica nel mondo reale.
Seeton e il resto del team delle strutture del campus CSUDH sono costantemente alla ricerca di nuovi modi per aumentare l'efficienza e ridurre la dipendenza dal gas naturale per il riscaldamento e il raffreddamento.
Sfida
I pannelli solari idronici sono una delle tecnologie emergenti che Seeton ha testato. “Abbiamo iniziato a giocare con il solare termico”, dice, ‘che ci permette di produrre acqua calda dal sole’.
Ha avviato un beta test per un gruppo di pannelli solari idronici che avrebbero servito parte del circuito dell'acqua calda del CSUDH. Inizialmente, i pannelli funzionavano con una miscela di glicole al 30%, una miscela standard di fluidi di trasferimento del calore che si trova in un sistema idronico tradizionale. L'array di pannelli produceva una certa quantità di Btu, ma non quanto previsto.
La direzione della struttura ha esplorato nuove tecnologie per rendere questo ciclo più efficiente, tra cui l'aggiornamento dei pannelli solari e fluidi di trasferimento del calore più efficienti. Quando hanno sentito parlare di Hydromx, è sembrato un abbinamento naturale.
“Abbiamo sentito parlare di Hydromx e volevamo provarlo”, dice Seeton. “Ci è sembrata un'ottima occasione per cambiare il fluido. Non è molto, e avevamo tutte le misurazioni a bordo [per il reporting dei dati]”.
La soluzione
Il CSUDH ha iniziato a testare Hydromx nei suoi pannelli solari idronici nel febbraio 2022.
I risultati
I pannelli solari hanno registrato un aumento dell'efficienza quasi immediatamente, una volta che il circuito è stato alimentato con Hydromx. “I dati hanno dimostrato che la produttività è aumentata quando abbiamo cambiato fluido”, riferisce Seeton.
Con il glicole, la capacità massima di ciascun pannello solare era di circa 105 Btu. Con Hydromx, la capacità dei pannelli è aumentata immediatamente a 120 Btu.
Anche la velocità di trasferimento del calore è migliorata con Hydromx. Come mostrano i dati [Tabella 1], Hydromx ha aumentato il delta T del sistema all'aumentare della radiazione solare. Ciò significa che i pannelli hanno prodotto temperature più elevate del fluido in uscita con un semplice rinfresco del fluido. K presuppone il risparmio sui costi del 35% di glicole etilenico iniziale e il lavoro di installazione iniziale del glicole.
Il campus consuma ora meno elettricità rispetto al 2017, nonostante l'aggiunta di 300.000 m2 di superficie edificabile.
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