توسط : محققان یک روش خنک‌سازی نوآورانه برای پنل‌های خورشیدی با استفاده از لایه‌ای از آب را ارائه کردند که می‌تواند دمای پنل را تا ۸.۲ درجه سانتیگراد کاهش داده و توان خروجی را حدود ۲۸ درصد افزایش دهد. این روش ساده، کم‌هزینه و ایمن، به خنک‌سازی ماژول‌های فتوولتائیک بدون تماس آب با جعبه اتصال و قاب آلومینیومی کمک می‌کند.
به گزارش pv magazine، محققان یک روش نوآورانه خنک‌سازی برای پنل‌های خورشیدی با استفاده از لایه‌ای از آب ساکن توسعه داده‌اند و آن را با آب دریا، آب شهری و آب تصفیه شده آزمایش کرده‌اند. نتایج نشان داد دمای پنل‌ها تا ۸.۲ درجه سانتیگراد کاهش یافته و توان تولید برق تقریباً ۲۸ درصد افزایش یافته است.
به گفته محققان، این تحقیق یک روش ساده، کم‌هزینه و نوآورانه برای خنک‌سازی غوطه‌وری ماژول‌های فتوولتائیک ارائه می‌دهد که درعین‌حال جعبه اتصال و قاب آلومینیومی را از تماس با آب محافظت می‌کند.
خنک‌سازی پنل‌های خورشیدی با روش آب
برای ارزیابی عملکرد سیستم، محققان در آزمایشگاه تجربی، فناوری خنک‌سازی را با سه نوع آب: آب دریا، آب شهری و آب تصفیه شده آزمایش کردند. سپس عملکرد ماژول فتوولتائیک بدون خنک‌کننده (مرجع) را با ماژول خنک‌شده با غوطه‌وری در آب از نظر خروجی انرژی، راندمان الکتریکی، راندمان اکسرژی و شاخص پایداری مقایسه نمودند.
هر دو سیستم «مرجع» و «خنک‌شده با غوطه‌ور در آب» براساس یک ماژول خورشیدی ۱ کیلووات طراحی شدند. برای پنل خنک‌شده، چهار نوار شیشه‌ای شفاف به ضخامت ۳ میلی‌متر و ارتفاع ۳۰ میلی‌متر، در امتداد سطح جلویی ماژول PV با چسب سیلیکونی نصب شدند. این پیکربندی یک محفظه باز آب ایجاد کرد که یک لایه آب به ضخامت یک سانتی‌متر را در خود نگه می‌داشت.
آزمایش‌ها بین ساعت ۹:۳۰ صبح تا ۴:۳۰ بعد از ظهر در ماه‌های مه و ژوئن ۲۰۲۴ در مؤسسه IIPE در ویشاکاپاتنام، شرق هند، انجام شد. آب دریا مورد استفاده در آزمایش‌ها دارای pH برابر ۷.۹۶، رسانایی الکتریکی ۵۰۴۵۶.۶۷ میکروزیمنس بر سانتی‌متر، کل مواد جامد محلول ۲۵۲۳۰ قسمت در میلیون، شوری ۳۲.۹۲ PSU و کدورت ۰.۷۱ NTU بود.
آب شهری دارای مقادیر ۶.۶۷، ۱۱۶۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر، ۵۸۰ ppm، ۰.۵۷ PSU و ۰.۳۶ NTU بود، درحالی‌که آب تصفیه‌شده مقادیر ۶.۲۶، ۳۸.۳۳ میکروزیمنس بر سانتی‌متر، ۱۹.۳۳ ppm، ۰.۰۲ PSU و ۰.۲۸ NTU را نشان داد.
محققان گزارش دادند که آب تصفیه‌شده بیشترین کاهش دما را نسبت به ماژول مرجع ایجاد کرد (۸.۲ درجه سانتیگراد) که منجر به افزایش ۲۸.۳ درصدی در تولید انرژی روزانه شد. آب دریا دمای ماژول را ۷.۴ درجه سانتیگراد کاهش داد و تولید انرژی را ۱۴.۹ درصد افزایش داد، درحالی‌که آب شهری با کاهش ۷.۲ درجه‌ای دما، افزایش ۱۶.۶ درصدی در تولید انرژی داشت.
محققان توضیح دادند: «برای هر وات‌ساعت اضافی انرژی تولیدشده، تقریباً ۹۷ میلی‌لیتر آب دریا، ۱۰۶ میلی‌لیتر آب شهری و ۶۸ میلی‌لیتر آب تصفیه‌شده برای خنک کردن ماژول PV با هر یک از این سیالات مصرف شد. تلفات تبخیری برای آب تصفیه‌شده بالاترین و برای آب دریا کمترین بود. جالب اینکه حتی در دوره آزمایش، هیچ رسوب نمکی حتی در آب دریا مشاهده نشد که احتمالاً به‌دلیل تعویض روزانه لایه آب بود.»
تیم تحقیقاتی همچنین تأکید کرد: «پنل خورشیدی مبتنی بر آب دریا کمترین هزینه تولید برق را داشت و از نظر طول عمر ماژول نیز از ماژول‌های مبتنی بر آب شهری و آب تصفیه‌شده بهتر عمل کرد (به‌دلیل دسترسی فراوان و هزینه ناچیز آب دریا).»
بااین‌حال، پنل خورشیدی مبتنی بر آب تصفیه‌شده بهترین عملکرد را نشان داد. طی یک دوره ۲۰ساله، پتانسیل کاهش خالص انتشار CO₂ آن ۴۴.۲ درصد بیشتر از ماژول PV مرجع تخمین زده شد.
جزئیات سیستم‌های خنک‌کننده در مجله معتبر Scientific Reports منتشر شده است.
همچنین بخوانید: خنک‌سازی پنل‌های خورشیدی: ترکیب جریان آب و هوا برای بهبود عملکرد
