روش های ادغام فناوری فتوولتائیک با ترموالکتریک برای بهینه سازی بازده انرژی

توسعه سیستمهای استحصال انرژیهای تجدیدپذیر، به ویژه انرژی خورشیدی، به عنوان منبعی برای تأمین نیازهای بشر، امری ضروری است. تابش مرئی و حرارتی خورشید با فناوریهای مختلف میتواند تقاضای انرژی را تأمین نماید. در کنار سیستم های صرفا فتوولتائیک صرفا ، حرارتی و ترکیبی خورشیدی، ماژولهای فتوولتائیک یکپارچه شده با ترموالکتریک نیز یک فناوری نوظهور و در حال توسعه برای تامین انرژی الکتریکی روزانه هستند. هدف از مطالعه حاضر، شناسایی بهترین ساختار برای ترکیب این دو فناوری از جنبه بهینه سازی بازده انرژی است. ماژولهای فتوولتائیک عمدتا در طول موجهای قابل مشاهده طیف خورشیدی عمل میکنند این در حالی است که ماژولهای ترموالکتریک در حالت مولد برق از طول موج مادون قرمز (IR) استفاده میکنند. ترکیب اثر فتوولتائیک و ترموالکتریک میتواند دامنه طیف موثر در راندمان الکتریکی را افزایش دهد. لازم به ذکر است که ماژولهای ترموالکتریک کاربرد حالت دومی نیز دارند که از آن به عنوان خنک کننده اثر Peltier یاد میکنند. این اثر سبب کاهش دمای سطح ماژول فتوولتائیک شده و راندمان و طول عمر آن را افزایش میدهد. در سالهای اخیر، مطالعات اندکی بر روی سیستمهای ترکیبی فتوولتائیک/ ترموالکتریک به منظور بهبود بازده تبدیل انجام شده است. از این رو به مطالعاتی با جزئیات بیشتر در این زمینه نیاز است. در تحقیق حاضر مفاهیم اساسی فتوولتائیک و ترموالکتریک بررسی شده و خلاصه ای از تحقیقات قبلی در زمینه تکنیکهای ادغام فناوری فتوولتائیک با ترموالکتریک برای بهینه سازی بازده انرژی مرور و بحث شده است. همچنین هردو حالت کاربرد فناوری ترموالکتریک در ادغام با ماژول های فتوولتائیک از جنبه های حرارتی، اختلاف دمای سطح گرم و سرد آن، اثر خنک کاری و راندمان کلی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد بکارگیری مولد ترموالکتریک، با توجه به نیاز کمتر به سیستم کنترلی و نگهداری، کاربرد بیشتری نسبت به خنک کننده پرمصرف و دارای پیچیدگیهای خاص ترموالکتریک در ادغام با سیستمهای فتوولتائیک متداول دارد.

کلیدواژه ها:

ماژول فتوولتائیک ، ماژول ترموالکتریک ، بهینه سازی بازده ، انرژیهای تجدیدپذیر ، گرادیان دمایی