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On a rooftop in Tiruchengode, Tamil Nadu, a small solar setup spent seven summer days doing two jobs at once: producing electricity and making hydrogen. Researchers from K.S. Rangasamy College of Technology and SRM Institute of Science and Technology report that injecting air bubbles into the circulating coolant raised the system’s reported electrical efficiency to around 11.1% and hydrogen production to approximately 15.5 ml/min.
Sur un toit de Tiruchengode, au Tamil Nadu, une petite installation solaire a effectué deux tâches à la fois pendant sept jours d’été : produire de l’électricité et fabriquer de l’hydrogène. Des chercheurs de K.S. Rangasamy College of Technology et du SRM Institute of Science and Technology rapportent que l’injection de bulles d’air dans le liquide de refroidissement en circulation a porté l’efficacité électrique annoncée du système à environ 11,1 % et la production d’hydrogène à environ 15,5 ml/min.
The device combines a photovoltaic-thermal system — a solar panel that also collects heat — with water cooling and a Hoffman electrolyzer fitted with platinum electrodes. A spiral-flow thermal collector sat behind the module. Air was injected into the circulating water at mass flow rates of 0.006, 0.008, and 0.011 kg/s, allowing the researchers to test whether bubbles improved cooling independently of the hydrogen-generation process.
Le dispositif associe un système photovoltaïque-thermique — un panneau solaire qui récupère également la chaleur — à un refroidissement par eau et à un électrolyseur Hoffman équipé d’électrodes en platine. Un collecteur thermique à flux spiralé était installé derrière le module. De l’air était injecté dans l’eau en circulation à des débits massiques de 0,006, 0,008 et 0,011 kg/s, afin de déterminer si les bulles amélioraient le refroidissement indépendamment du processus de génération d’hydrogène.
The strongest result came at 0.011 kg/s. Peak thermal efficiency reached around 45.5%, compared with about 30% for the air-cooled photovoltaic-thermal configuration. Electrical efficiency was around 11.1%, versus 8.1% for the conventional photovoltaic module. Hydrogen output reached approximately 15.5 ml/min, compared with a maximum of 8.3 ml/min for the conventional setup.
Le meilleur résultat a été obtenu à 0,011 kg/s. L’efficacité thermique maximale a atteint environ 45,5 %, contre environ 30 % pour la configuration photovoltaïque-thermique refroidie par air. L’efficacité électrique s’est établie à environ 11,1 %, contre 8,1 % pour le module photovoltaïque classique. La production d’hydrogène a atteint environ 15,5 ml/min, contre un maximum de 8,3 ml/min pour la configuration classique.
The tests used the same 20 W, 36-cell polycrystalline module across four configurations: conventional photovoltaic, air-cooled photovoltaic-thermal, water-cooled photovoltaic-thermal, and water cooled with injected air bubbles. Measurements covered solar irradiance, temperatures, flow rates, electrical output, and hydrogen production under outdoor conditions. The researchers also tested the systems at constant irradiance of 600 W/m² and an ambient temperature of 26 C.
Les essais ont utilisé le même module polycristallin de 20 W et 36 cellules dans quatre configurations : photovoltaïque classique, photovoltaïque-thermique refroidi par air, photovoltaïque-thermique refroidi par eau, et refroidissement par eau avec injection de bulles d’air. Les mesures portaient sur l’irradiance solaire, les températures, les débits, la production électrique et la production d’hydrogène en conditions extérieures. Les chercheurs ont également testé les systèmes avec une irradiance constante de 600 W/m² et une température ambiante de 26 C.
So what changes in practice? The experiment points to one integrated way of extracting more value from a compact solar installation: water removes heat from the panel, bubbles help that heat transfer, and the connected electrolyzer produces hydrogen. But this remains a rooftop prototype tested over seven days. The researchers say the optimal injection rate is still unknown for different conditions and system designs, and that advanced control algorithms are needed before the system can manage energy and hydrogen production more effectively.
Qu’est-ce que cela change en pratique ? L’expérience pointe vers une façon intégrée de tirer davantage de valeur d’une installation solaire compacte : l’eau évacue la chaleur du panneau, les bulles favorisent ce transfert thermique et l’électrolyseur associé produit de l’hydrogène. Il ne s’agit toutefois encore que d’un prototype installé sur un toit et testé pendant sept jours. Les chercheurs précisent que le débit d’injection optimal reste inconnu pour différentes conditions et conceptions de systèmes, et que des algorithmes de contrôle avancés seront nécessaires avant de pouvoir gérer plus efficacement la production d’énergie et d’hydrogène.