تحلیل علمی مقاله تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی، محیطی و اقتصادی پانل های فتوولتائیک خورشیدی با استفاده از بازتابنده های آلومینیومی و واحدهای ذخیره گرمای نهان

تحلیل مقاله علمی با عنوان :

Thermodynamic, environmental and economic analysis of solar photovoltaic panels using aluminium reflectors and latent heat storage units: An experimental investigation using passive cooling approach☀️💡⚡📊🌍✍️📚💻

این مطالعه بر تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی، محیط زیستی و اقتصادی پنل های فوتوولتائیک خورشیدی با استفاده از بازتابنده های آلومینیومی و واحدهای ذخیره سازی حرارت نهان تمرکز دارد. هدف از این تحقیق، بهبود بهره وری الکتریکی و تولید انرژی از طریق کاهش دمای سلول های PV است. سه پیکربندی پنل PV مورد بررسی قرار گرفته اند: پنل مرجع PV، پنل PV با بازتابنده های آلومینیومی با زاویه های 105 و 120 درجه.

تحقیقات نشان داده اند که سیستم PV با بازتابنده های آلومینیومی 120 درجه و واحد ذخیره سازی حرارت نهان (LHSU) بهترین عملکرد را دارد. این پیکربندی توانسته دمای سطح سیستم را تا 14.30 درجه سانتی گراد کاهش دهد. به طور میانگین، بهره وری الکتریکی و خروجی توان این سیستم به ترتیب حدود 7.15٪ و 16.55٪ افزایش یافته است.

از لحاظ هزینه های سطح انرژی (LCOE) و زمان بازگشت انرژی (EPBT)، نتایج نشان می دهند که سیستم PV/Al reflector/120°/LHSU مقادیر مشابهی با سیستم PV/Al reflector/120° دارد. این تحقیق نشان می دهد که بهینه سازی فرآیندهای ترمودینامیکی پنل های PV می تواند منجر به افزایش بهره وری و تولید انرژی با هزینه کمتر شود و یک مسیر امیدوارکننده برای پیشرفت فناوری پنل های خورشیدی ارائه دهد.

این تحقیق همچنین بر اهمیت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر تاکید می کند. بحران انرژی کنونی جهان و اثرات منفی انتشار کربن بر محیط زیست، نیاز به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را برجسته کرده است. انرژی خورشیدی به عنوان یکی از گزینه های تجدیدپذیر پایدار و پاک، اهمیت بیشتری پیدا کرده است. پنل های PV می توانند در مقیاس های کوچک و بزرگ استفاده شوند و عملکرد مناسبی در محیط های مختلف داشته باشند.

یک چالش اصلی در عملکرد پنل های PV، افزایش دما و کاهش بهره وری الکتریکی آنها است. برای حفظ بهره وری الکتریکی در سطح مطلوب، استفاده از روش های خنک سازی مناسب ضروری است. روش های خنک سازی به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم می شوند. روش های خنک سازی فعال معمولا هزینه بر و پیچیده هستند، در حالی که روش های خنک سازی غیرفعال، مانند استفاده از مواد تغییر فاز (PCM)، به دلیل نیاز به ورودی های انرژی کمتر، جذاب تر هستند.

مطالعات اخیر نشان داده اند که استفاده از PCM در خنک سازی غیرفعال پنل های PV می تواند دمای آنها را به طور موثری کنترل کند و بهره وری را افزایش دهد. PCM ها در دماهای مشخصی ذوب و جامد می شوند و در این فرآیند، حرارت را جذب و آزاد می کنند. استفاده از PCM ها در پنل های PV باعث افزایش طول عمر و بهره وری آنها می شود و به توسعه استفاده گسترده از منابع انرژی تجدیدپذیر کمک می کند.

نتایج این تحقیق نشان می دهند که استفاده از بازتابنده های آلومینیومی و واحدهای ذخیره سازی حرارت نهان می تواند به طور موثری دمای پنل های PV را کاهش داده و بهره وری الکتریکی آنها را افزایش دهد. این روش ها به عنوان یک راه حل پایدار برای خنک سازی پنل های خورشیدی و بهبود عملکرد آنها مورد توجه قرار گرفته اند.

Doi: 

https://doi.org/10.1016/j.est.2025.115487