در پژوهشی مشترک توسط محققان دانشگاه رازی صورت گرفت؛
افزایش موفقیت‌آمیز راندمان پنل‌های خورشیدی با مواد تغییر فاز زیستی
پژوهشگران دانشگاه رازی با انجام یک پژوهش تجربی نوآورانه موفق به افزایش بیش از ۲۰ درصدی بازده تولید برق در پنل‌های خورشیدی شدند.
به گزارش خبرگزاری سینا، پژوهشگران دانشگاه رازی با انجام یک پژوهش تجربی نوآورانه موفق به افزایش بیش از ۲۰ درصدی بازده تولید برق در پنل‌های خورشیدی شدند. این تحقیق با عنوان «افزایش بازدهی پنل خورشیدی با استفاده از مواد تغییر فاز زیستی دارای چند نقطه ذوب و حاوی پودر زغال چوب: یک مطالعه تجربی»؛ (Enhancing solar panel efficiency with bio-based PCMs with multiple melting points incorporating wood charcoals powder: an experimental study)؛ توسط دکتر مسعود رحیمی و دکتر ندا عظیمی، اعضای هیئت علمی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی دانشگاه رازی، و امیر محمدی‌فر از پژوهشکده تحقیقات پیشرفته مهندسی شیمی این دانشگاه انجام شده و نتایج آن در مجله معتبر Energy (انتشارات Elsevier) منتشر شده است.
این پژوهش به بررسی راهکار‌های نوین برای مدیریت حرارتی غیرفعال در پنل‌های فتوولتائیک (PV) پرداخته است. در این راستا، پژوهشگران از ترکیبات طبیعی شامل موم زنبورعسل (Beeswax) و روغن نارگیل (Coconut oil) به عنوان مواد تغییر فاز (PCM) با نقاط ذوب مختلف استفاده کرده‌اند تا حرارت اضافی سلول‌های خورشیدی را در زمان تابش مستقیم جذب و در دمای پایین‌تر آزاد کنند.
در مرحله نخست، ۱۶ ترکیب مختلف از این مواد زیستی با نسبت‌های گوناگون در قالب یک سیستم چندجزئی بررسی شد. نتایج نشان داد که استفاده از موم زنبورعسل خالص در بخش داخلی و ترکیب ۵۰ درصدی روغن نارگیل و موم زنبورعسل در محفظه اصلی، بهترین عملکرد حرارتی و الکتریکی را ایجاد می‌کند.
در مرحله دوم، تیم تحقیقاتی با افزودن پودر زغال چوب طبیعی به ترکیب پایه، موفق شد رسانایی حرارتی سامانه را افزایش دهد و اتلاف انرژی را کاهش دهد. این اصلاح باعث شد دمای سطح پنل‌ها تا ۲۸ درصد کاهش یابد و توان خروجی الکتریکی تا ۲۰/۸۷ درصد افزایش پیدا کند. در نمونه‌هایی که از پودر زغال چوب استفاده شد، بهبود عملکرد با ۹ درصد کاهش دمای کاری و ۷/۸۷ درصد افزایش تولید توان نسبت به نمونه بدون افزودنی همراه بود.
به گفته دکتر رحیمی، «این رویکرد مبتنی بر مواد زیستی ارزان‌قیمت و غیرسمی است و می‌تواند جایگزینی مناسب برای مواد افزودنی شیمیایی گران‌قیمت در سامانه‌های مدیریت حرارتی پنل‌های خورشیدی باشد. هدف ما افزایش عمر مفید پنل‌ها، کاهش هزینه‌های نگهداری و کمک به گسترش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر است.»
استفاده از ترکیبات طبیعی مانند موم زنبورعسل و روغن نارگیل، ضمن سازگاری با محیط زیست، امکان بازیافت و استفاده پایدار در مقیاس صنعتی را فراهم می‌کند. این پژوهش گامی مؤثر در راستای بهبود فناوری‌های انرژی پاک و توسعه سامانه‌های فتوولتائیک با بازده بالا به شمار می‌آید.
