Cele mai cercetate frigidere solare, atât pe plan intern, cât și internațional, sunt cele mai apropiate de aplicare practică. Cercetările privind frigiderele cu adsorbție solară rămân însă limitate la teoria de bază și dezvoltarea prototipurilor experimentale.
Frigiderele cu adsorbție solară utilizează de obicei un frigider convențional conectat la un generator extern de energie solară. Cercetarea se concentrează pe caracteristicile de încărcare și descărcare ale celulelor solare. Din cauza luării în considerare limitate a caracteristicilor fotovoltaice ale compresorului frigiderului, lipsesc cercetările incomplete privind compatibilitatea diferitelor componente din frigiderele cu adsorbție solară, iar eficiența dispozitivului de absorbție a căldurii solare este foarte scăzută. Ca urmare, eficiența generală a sistemului nu este încă comparabilă cu cea a frigiderelor convenționale, iar costul este semnificativ mai mare. În ceea ce privește frigiderele cu adsorbție solară, cercetările actuale se concentrează pe performanța perechii de fluid de lucru adsorbant-refrigerant. Abordarea problemelor precum modul de îmbunătățire a performanței de transfer de căldură a patului de adsorbție, abordarea eficientă a relației dintre colectarea căldurii în timpul zilei și disiparea căldurii pe timp de noapte între patul de adsorbție și colector și stocarea eficientă a capacității de răcire pe timp de noapte pentru utilizarea pe timp de zi este crucială. Tehnologiile cheie care au nevoie urgent de dezvoltare în continuare în aplicarea frigiderelor solare sunt următoarele:
1. Tehnologia colectoarelor termice solare de înaltă-eficiență
Colectoarele solare termice, dispozitive care convertesc energia solară în energie termică, joacă un rol crucial în sistemele de frigidere solare. Eficiența și prețul acestora influențează direct eficiența și viabilitatea economică a întregului frigider solar. Pentru a îmbunătăți eficiența colectoarelor solare termice, cercetările actuale s-au concentrat în mare măsură pe îmbunătățirea structurilor absorbantului și concentratorului, în timp ce mai puține cercetări s-au concentrat pe natura fundamentală a absorbției de căldură a colectorului. Absorbția de căldură se reflectă în proprietățile optice ale materialului, în special în capacitatea sa de a absorbi lumina într-un interval specific de lungimi de undă. Prin urmare, autorul consideră că dezvoltarea materialelor absorbante și de acoperire a suprafeței va fi cheia pentru îmbunătățirea eficienței colectoarelor solare frigorifice. Există încă mult loc de îmbunătățire și dezvoltare tehnică, cum ar fi acoperirea suprafeței absorbantului cu o absorbție spectrală ridicată pentru a maximiza colectarea energiei radiației solare; sau selectarea materialelor de suprafață absorbante pe baza caracteristicilor lor de radiație pentru a obține o absorbție spectrală apropiată de 1 în intervalul de lungimi de undă de 0,3-3μm. 2. Tehnologie eficientă de stocare a energiei solare
Pentru a depăși natura temporală a energiei solare, care poate duce la funcționarea inconsecventă a frigiderului în timpul zilei și al nopții, în proiectarea sistemului ar trebui încorporat un dispozitiv adecvat de stocare a energiei. Acest dispozitiv poate stoca o parte din energia generată în timpul zilei pentru utilizare pe timp de noapte sau în zilele ploioase, obținând o răcire adevărată pe tot parcursul zilei și la aceeași performanță ca un frigider convențional. În prezent, există trei tipuri principale de stocare a energiei solare fotovoltaice: condensatoare, baterii cu plumb-acid, baterii cu nichel-hidrură metalică și baterii cu ioni-potasiu. Tehnologia de aplicare pentru aceste baterii este relativ matură, dar capacitatea lor de stocare este relativ limitată. Îmbunătățirea capacității acestor baterii rămâne un domeniu de cercetare viitor.
Tehnologiile de stocare a energiei utilizate în prezent și aflate în prezent în cercetare în frigiderele cu adsorbție solară utilizează în primul rând efectele căldurii sensibile și latente ale tranzițiilor de fază ale mediului de lucru sau căldura de reacție în timpul reacțiilor chimice, pentru a stoca energie. Deoarece tehnologia de stocare a căldurii latente utilizează proprietatea materiei de a absorbi sau de a elibera căldură în timpul schimbărilor de fază pentru a stoca sau elibera energie, similar principiului de refrigerare prin adsorbție, cercetările privind tehnologia de stocare a căldurii latente au o semnificație practică pentru stocarea energiei în frigiderele cu adsorbție solară. În plus, tehnologia de stocare a energiei frigorifice cu adsorbție solară trebuie să se dezvolte de la studiul caracteristicilor fluidului de lucru în sine la întregul sistem și să îmbunătățească în continuare structura dispozitivului de refrigerare cu adsorbție.