پیشرفتهای مدیریت حرارتی پنلهای خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده

افزایش دمای عملیاتی پنلهای فتوولتائیک که معمولا با کاهش حدود ۴ تا ۵ درصدی بازده الکتریکی به ازای هر درجه سلسیوس همراه است یکی از چالشهای اصلی بهره برداری موثر از سامانه های خورشیدی به ویژه در اقلیم های گرم محسوب می شود. در شرایط تابش شدید دمای سطحی ماژول ها می تواند به ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی گراد برسد و افت راندمانی در حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد ایجاد کند که تاثیر مستقیمی بر انرژی تولیدی سالانه و شاخص های اقتصادی سامانه دارد. در این راسته مواد تغییر فازدهنده (PCM) به عنوان یک راهکار کاملا غیر فعال مدیریت حرارتی با جذب و ذخیره سازی گرمای نهان مازاد و آزادسازی تدریجی آن دمای عملیاتی پنل را در نزدیکی دمای تغییر فاز تثبیت کرده و نقش موثری در کاهش تنش حرارتی ایفا می کنند. نتایج مطالعات آزمایشگاهی و شبیه سازی های عددی نشان می دهد که ادغام PCM در پشت پنل های فتوولتائیک یا در سامانه های فتوولتائیک حرارتی می تواند حداکثر دمای سطحی ماژول را معمولا بین ۱۵ تا ۳۰ درجه سانتی گراد کاهش داده و بهبود قابل توجهی در بازده نسبی الکتریکی ایجاد کند. این مقاله مروری با رویکردی ساختارمند به بررسی انواع PCMهای مناسب، روش های ادغام، عملکرد حرارتی الکتریکی و ارزیابی اقتصادی این سامانه ها پرداخته و در نهایت چالش های فنی و مسیرهای پژوهشی آینده را مورد بحث قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فاز دهنده ، پنل فتوولتائیک ، مدیریت حرارتی ، نانوکامپوزیت های PCM ، کارایی الکتریکی