بهبود عملکرد پنل های فتوولتائیک با مواد تغییر فازدهنده در اقلیم های گرم ایران نقش طراحی محفظه و گردوغبار

دمای بالای پنل های فتوولتائیک در ماه های گرم سال چالشی جدی برای نیروگاه های خورشیدی در مناطق گرمسیر ایران محسوب می شود. در این مطالعه عملکرد مواد تغییر فاز دهنده (PCM) به عنوان یک راهکار غیر فعال برای خنک سازی پنل ها در سه اقلیم مختلف ایران یزد، اهواز و بندرعباس با استفاده از مدل سازی عددی به روش آنتالپی بررسی شده است. پنج PCM تجاری از خانواده RT شرکت Rubitherm با دماهای ذوب ۴۱ تا ۴۹ درجه سانتی گراد در دو سناریوی طراحی ساده و با محفظه آلومینیومی پره دار و در دو حالت تمیز و گردوغباری شبیه سازی شدند. داده های هواشناسی از پایگاه NASA POWER برای یک دوره ۱۷ ساله (۲۰۱۰-۲۰۲۶) استخراج گردید. نتایج نشان می دهد PCM بدون محفظه استاندارد به دلیل هدایت حرارتی پایین مانند عایق عمل کرده و دمای پنل را ۴.۱ تا ۵.۷ درجه افزایش می دهد اما با به کارگیری محفظه پره دار PCM به خنک کننده های موثر تبدیل شده و دمای پنل را ۱۵.۹ تا ۱۷.۵ درجه کاهش می دهد که منجر به بهبود ۸.۹ تا ۱۰ درصدی انرژی تولیدی روزانه می شود. RT۴۵HC با دمای ذوب ۴۷ درجه و گرمای نهان ۲۳۰ کیلوژول بر کیلوگرم بهترین عملکرد را در هر سه اقلیم دارد. گردوغبار با کاهش عبور نور به ۰.۷۵، انرژی خروجی را حدود ۱۹ درصد کاهش می دهد اما PCM با محفظه پره دار همچنان دمای پنل را ۱۲.۸ تا ۱۴.۴ درجه پایین می آورد. این یافته ها نشان می دهد PCM تنها در صورت طراحی مناسب محفظه راهکاری موثر برای بهبود بازده نیروگاه های خورشیدی در اقلیم های گرم ایران است.

کلیدواژه ها:

پنل فتوولتائیک ، مواد تغییر فاز دهنده (PCM) ، خنک سازی ، غیر فعال ، روش آنتالپی ، گردوغبار ، اقلیم های گرم ایران