طراحی و ساخت یک سامانه خنک کننده برای افزایش راندمان پنل‌های فتوولتاییک به کمک مواد تغییر فاز

پنل‌های فتوولتاییک از انرژی پاک و تجدیدپذیر خورشید برای تولید برق استفاده می‌کنند. سه عامل اصلی تأثیرگذار بر راندمان این سلول‌ها عبارت‌اند از: جنس سلول، شدت تابش اشعه خورشید و دمای عملیاتی پنل. افزایش دما در پنل منجر به کاهش بازدهی آن می‌شود. به‌طور میانگین با افزایش دمای عملیاتی پنل به‌ازای هر درجه سانتی‌گراد بیش از ۲۵ درجه سیلسیوس، بازدهی پنل بین ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد کاهش می‌یابد. در این پژوهش برای اولین‌بار از ماده‌ی تغییر فاز پلی‌اتیلن گلیکول ۱۰۰۰ به‌عنوان کنترل‌کننده‌ی دمایی پنل‌های فتوولتاییک استفاده شده است. هدف این پروژه کنترل دمای یک پنل خورشیدی در حدود دمای بهینه به‌منظور افزایش راندمان تولید الکتریسیته است. آزمایشات در میزان تشعشع W/m$^2$ ۸۰۰ و در دو زاویه‌ی صفر و ۱۵ درجه نسبت به سطح افق انجام شد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که عملکرد ماده‌ی تغییر فاز در کاهش دمای عملیاتی پنل خورشیدی و درنتیجه در افزایش راندمان آن مثبت است، به‌طوری که دمای سلول کنترل شده با ماده‌ی تغییر فاز، به میزان $15^0{r‌m{C}}$ کاهش یافته است؛ این امر بازدهی پنل را تا ۸ درصد افزایش داده است. همچنین افزایش زاویه‌ی پنل نسبت به افق میزان کاهش دما را افزایش داده و در افزایش راندمان نقش مؤثری ایفا می‌کند. با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان اذعان داشت که استفاده از مواد تغییر فاز یکی از روش‌های مؤثر برای کنترل دمای سلول‌های فتوولتاییک است.