فناوری های نوین و کارایی سامانه های هیبریدی فتوولتائیک–حرارتی (PVT): چشم انداز استفاده در صنایع مکانیکی

این مقاله به بررسی عملکرد سامانه های فتوولتائیک–حرارتی (PVT) و تاثیر سیالات کاری مختلف بر کارایی این سامانه ها می پردازد. سامانه های PVT به دلیل ترکیب توان تولید برق و گرمایش حرارتی، به عنوان یک فناوری پیشرفته در حوزه انرژی های تجدیدپذیر شناخته می شوند. در این مطالعه، سیالات کاری متداول مانند آب و هوا، و همچنین نانوسیالات پیشرفته مانند Al₂O₃، CuO و گرافن مورد تحلیل قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که استفاده از نانوسیالات می تواند بهبود قابل توجهی در انتقال حرارت و کاهش دمای پنل ها داشته باشد، به طوری که باعث افزایش بازده الکتریکی به میزان ۲ تا ۵ درصد و بازده حرارتی به میزان ۵ تا ۱۰ درصد می شود. علاوه بر این، استفاده از مواد تغییر فاز (PCM) در پشت پنل ها منجر به افزایش پایداری حرارتی و بهبود بازده کلی سامانه های PVT تا ۷۵ درصد می گردد. همچنین، ادغام مولدهای ترموالکتریک (TEG) با سامانه های PVT باعث تولید برق ثانویه از گرمای اضافی شده و بازده کلی را بهبود می بخشد. در این مقاله، پیکربندی های مختلف سامانه های PVT نظیر مدار باز و بسته نیز مورد بررسی قرار گرفته اند که نشان می دهند مدار باز عملکرد بهتری در بازده کل دارد. با وجود این پیشرفت ها، چالش هایی همچون هزینه بالا، پیچیدگی طراحی و نیاز به استانداردسازی عملکرد سامانه ها باقی مانده است. در نهایت، این مقاله به بررسی خلاهای پژوهشی موجود و مسیرهای آینده برای بهینه سازی طراحی، انتخاب مواد نوین و تجاری سازی سامانه های PVT پرداخته و پیشنهادهایی برای بهبود کارایی و کاهش هزینه های این فناوری ها ارائه می دهد

کلیدواژه ها:

سامانه های فتوولتائیک–حرارتی (PVT) ، سیالات کاری ، نانوسیالات ، مواد تغییر فاز (PCM) ، مولدهای ترموالکتریک (TEG) ، بازده الکتریکی ، بازده حرارتی ، طراحی سامانه ، انرژی های تجدیدپذیر ، بهینه سازی عملکرد ، فناوری های نوین.