استفاده از لوله های گرمایی ترموسیفون به عنوان چاه حرارتی جهت خنک کردن صفحات فتوولتائی

پانل های فتوولتائیک که متشکل از سلول های خورشیدی می باشند، انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می- کنند. در سلول های خورشیدی بیشتر تابش خورشید به گرما تبدیل می شود، که منجر به بالا رفتن دمای سلول های خورشیدی و در نتیجه کاهش راندمان الکتریکی پانل، به دلیل افت ولتاژ می شود. محققین نشان داده اند که با خنک کردن پانل فتوولتائیک می توان دمای سلول های خورشیدی را کاهش داد، در نتیجه پانل فتوولتائیک می تواند توانی نزدیک به توان اسمی خود تولید نماید. در این تحقیق یک سیستم فتوولتائیک/حرارتی ساخته شده از لوله های گرمایی (نوع ترموسیفون) جهت خنک کردن پانل فتوولتائیک استفاده شده است. ترموسیفون دو فازی بسته یک لوله گرمایی بدون نیاز به فتیله برای بازگشت سیال عامل چگالیده شده از بخش چگالنده به بخش تبخیرکننده به علت گرانش است. ترموسیفون دوفازی بسته، به علت تغییر فاز سیال عامل در آن، یک هادی حرارتی بسیار موثر می باشد. از متانول و نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول به عنوان سیال عامل در ترموسیفون ها استفاده شده است. پس از تعیین زاویه شیب بهینه برای پانل های فتوولتائیک، متانول در نسبت های پر شدن متفاوت درون ترموسیفون ها ریخته شد. در نسبت پر شدن 50 درصد که سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک انرژی الکتریکی و حرارتی بیشتری تولید نمود به عنوان بهترین نسبت پر شدن انتخاب شد. در نسبت پر شدن 50 درصد سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک، 67/5 درصد توان بیشتری تولید نمود. هم چنین سیستم فتوولتائیک/حرارتی به طور متوسط 35/16 درصد راندمان حرارتی تولید نمود. در نسبت پر شدن 50 درصد، نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول با غلظت های متفاوت به عنوان سیال عامل در ترموسیفون ها استفاده شد. نتایج تجربی نشان دادند که در صورت استفاده از نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول به جای متانول، راندمان الکتریکی و راندمان حرارتی سیستم فتوولتائیک/حرارتی افزایش می یابد. به طوریکه در غلظت 5/1 درصد سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک، 7/7 درصد توان بیشتری تولید نمود. هم چنین سیستم فتوولتائیک/حرارتی به طور متوسط 11/28 درصد راندمان حرارتی تولید نمود.