طراحی و شبیه سازی سامانه خنک کننده به کمک مواد تغییر فاز جهت افزایش راندمان سل های خورشیدی

پنل های فتوولتاییک وسایلی هستند که می توانند نور خورشید یا هر منبع دیگری از نور را به انرژی الکتریسیته تبدیل کنند. افزایش دما در این پنل ها به بیش از ?c25 موجب کاهش بازدهی بین 3/0 تا 5/0 درصد به ازای هر کلوین می شود. تا کنون روش-های متفاوتی برای جذب حرارت اضافی از سطح سلول در نظر گرفته شده است. یکی از این روش ها استفاده از جابجایی آزاد توسط باد و ایجاد جریان اجباری در پشت پنل می باشد. راه حل دیگر جذب گرمای اضافی از پشت سلول به کمک مواد تغییر فاز است. مواد تغییر فاز انرژی را طی فرایند ذوب و انجماد، جذب و دفع می کنند. در این پژوهش یک واحد کوچک خنک سازی پنل فتوولتاییک به کمک مواد تغییر فاز ساخته شد. از ماده پلی اتیلن گلیکول 1000 به عنوان ماده تغییر فاز استفاده گردید. اثر دما بر سلول فتوولتاییک و نیز اثر خنک سازی بر بازدهی الکتریکی آن مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین به منظور معتبرسازی آزمایش، فرایند با نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده و اطلاعات تجربی با اطلاعات نظری مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان می دهد ماده تغییر فاز عملکرد مثبتی در افزایش بازدهی تولید برق سلول داشته است بطوریکه دمای سلول کنترل شده با ماده تغییر فاز، تا ?15 کاهش یافته که این امر منجر به بهبود بازدهی به بیش از 8% گردیده است. همچنین طی این فرایند 600 کیلوژول انرژی گرمایی در 3 کیلوگرم ماده تغییر فاز ذخیره شده است. از این رو می توان استفاده از مواد تغییر فاز را یکی از روش های موثر برای کنترل دمایی سلول های فتوولتاییک عنوان کرد.