تاثیر دما و شرایط محیطی بر عملکرد سلول های خورشیدی

عملکرد الکتریکی سیستم های فتوولتاییک (PV) به شدت تحت تاثیر تعاملات ترمودینامیکی و متغیرهای اقلیمی محیط نصب قرار دارد. **هدف** از پژوهش حاضر، تحلیل جامع و ریشه ای تاثیرات دما و پارامترهای اتمسفری (شامل شدت تابش، سرعت باد، رطوبت نسبی و آلودگی های محیطی/گرد و غبار) بر راندمان تبدیل انرژی در سلول های خورشیدی است. **روش تحقیق** در این مطالعه مبتنی بر رویکرد توصیفی-تحلیلی و مدل سازی ترمودینامیکی رفتار نیمه هادی ها تحت شرایط متغیر محیطی است. در این راستا، با تکیه بر اصول فیزیک حالت جامد و روابط انتقال حرارت جابجایی (طبیعی و اجباری)، افت ولتاژ مدار باز ($V_{oc}$) ناشی از افزایش دمای عملکردی سلول ($T_c$) و همچنین پدیده سایه اندازی جزئی ناشی از نشست ذرات معلق (Soiling Effect) مورد واکاوی قرار گرفته است. **نتایج اصلی** نشان می دهند که به ازای هر درجه سلسیوس افزایش دمای سلول فراتر از دمای نامی عملکرد ($NOCT$)، توان خروجی پنل های سیلیکونی کریستالی بین $۰/۳$ تا $۰/۵$ درصد کاهش می یابد که این امر ناشی از رشد نمایی جریان اشباع معکوس ($I_۰$) است. علاوه بر این، سرعت باد با بهبود نرخ انتقال حرارت جابجایی به عنوان خنک کننده طبیعی عمل کرده و بازدهی را بهبود می بخشد، در حالی که رطوبت بالا و تجمع گرد و غبار با ایجاد نقاط داغ (Hotspots) و افت شدت تابش دریافتی، راندمان کلی سیستم را تا بیش از $۳۰$ درصد در مناطق آلوده شهری کاهش می دهند. در نهایت، راهکارهایی نظیر سیستم های خنک کاری فعال/غیرفعال و پوشش های نانو خودتمیزشونده به عنوان استراتژی های کلیدی در مدیریت شهری و طراحی بهینه نیروگاه ها پیشنهاد شده اند.

کلیدواژه ها:

سلول های خورشیدی ، دمای عملکردی سلول ، بازدهی ترمودینامیکی ، شرایط محیطی ، اثر گرد و غبار (Soiling) ، مدیریت انرژی شهری.