محققان ماده کامپوزیتی جدیدی ساخته‌اند که با روش خنک‌سازی غیرفعال، پنل‌های خورشیدی را خنک نگه می‌دارد و طول عمر آنها را بیش از ۲۰۰ درصد و عملکرد پنل را تا ۱۳ درصد افزایش می‌دهد.
به گزارش scitechdaily، تیم بین‌المللی از محققان به سرپرستی دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) در عربستان ماده کامپوزیتی جدیدی بر پایه آکریلات ساخته‌اند که عملکرد سلول‌های خورشیدی را به‌طور محسوسی بهبود می‌بخشد.
انرژی خورشیدی یکی از محورهای اصلی اقتصاد سبز در سراسر جهان است و سلول‌های خورشیدی اکنون بیش از سه‌چهارم کل تأسیسات انرژی تجدیدپذیر را تشکیل می‌دهند. بااین‌حال، فراهم‌کردن منبعی پایدار و بادوام از برق خورشیدی همچنان با چالش‌های جدی روبه‌روست.
پنل‌های خورشیدی رایج تنها حدود ۲۰ درصد از نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و باقی انرژی یا به‌صورت انرژی گرمایی جذب پنل می‌شود یا از سطح آن بازتاب می‌یابد. این گرمای اضافی، عملکرد پنل خورشیدی را کاهش می‌دهد و طول عمر آنها را کوتاه‌تر می‌کند. به همین دلیل، خنک‌سازی پنل‌ها ضروری است.
اما سیستم‌های سنتی مانند فن‌ها و پمپ‌ها، برای عملکرد خود به برق نیاز دارند. حالا در این پژوهش که نتایج آن در مجله Materials Science and Engineering: R منتشر شده است، محققان راهکاری جایگزین و بدون مصرف انرژی، خنک‌سازی غیرفعال، پیشنهاد داده‌اند که می‌تواند این مشکل حل کند.
«چیائوچیانگ گان»، سرپرست این پژوهش از دانشگاه KAUST، توضیح می‌دهد: «ما موادی توسعه دادیم که امکان خنک‌سازی غیرفعال را فراهم می‌کنند. این مواد بسیار نازک‌اند و می‌توان آنها را روی انواع سیستم‌های مختلفی که نیاز به خنک‌شدن دارند، مانند گلخانه‌ها و سلول‌های خورشیدی، استفاده کرد، بدون آنکه عملکرد آنها را مختل کنند.»
ماده جدید چگونه عملکرد پنل خورشیدی را افزایش می‌دهد؟
در این پژوهش، محققان موفق به ساخت کامپوزیت رطوبت‌گیر (هیدروسکوپیک) شدند. این ماده از ترکیب کلرید لیتیوم و پلی‌آکریلات سدیم ساخته شده است. ویژگی کلیدی ترکیب این است که در طول شب رطوبت هوا را جذب کرده و در روز آن را آزاد می‌کند.
پلی‌آکریلات، یک پلیمر ارزان‌قیمت است و برخلاف سایر مواد جاذب رطوبت که برای خنک‌سازی استفاده می‌شوند، فرایند ساخت آن به مواد شیمیایی خطرناک یا واکنش‌دهنده‌های خاص نیاز ندارد. به همین دلیل، هزینه تولید نهایی این کامپوزیت بسیار مقرون‌به‌صرفه است.
آزمایش کامپوزیت در شرایط اقلیمی مختلف
در جریان آزمایش‌های میدانی که طی چند هفته در بیابان‌های عربستان انجام شد، پنل‌های خورشیدی که با این ماده جدید پوشانده شده بودند، به‌طور میانگین ۹.۴ درجه سانتیگراد خنک‌تر از پنل‌هایی بودند که این پوشش را نداشتند.
علاوه‌براین، توان خروجی پنل‌ها بیش از ۱۲ درصد و طول عمرشان بیش از ۲۰۰ درصد افزایش یافت و درعین‌حال، هزینه تولید برق آنها حدود ۲۰ درصد کاهش یافت؛ موفقیتی که می‌تواند تأثیر بزرگی بر اقتصاد انرژی خورشیدی داشته باشد.
برای ارزیابی عملکرد این فناوری در محیط‌های مختلف، علاوه بر عربستان، آزمایش‌هایی نیز در مناطق خنک‌تر، ازجمله ایالات متحده و حتی در شرایط بارانی انجام شد. نتایج نشان داد که این روش در هر نوع اقلیم و شرایط آب‌وهوایی عملکرد قابل‌قبولی دارد.
«استفان دی‌ولف»، از اعضای دیگر دانشگاه KAUST، توضیح می‌دهد: «این پژوهش نمونه عالی از ترکیب تخصص‌های مختلف در دانشگاه KAUST است. ما این فناوری خنک‌سازی جدید را روی سلول‌های خورشیدی با عملکرد بالا، در محیط‌های مختلف آزمایش کردیم و در همه موارد به نتایج درخشانی دست یافتیم.»
About The Author
More Stories
آزمایش ابرپنل خورشیدی ۱۲۰ کیلوواتی در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری زمین!
مطالعه جدید: پنل‌های خورشیدی می‌توانند به پاکسازی خاک‌های آلوده کمک کنند
دستاورد جدید دانشمندان: ساخت سلول خورشیدی تمام‌آلی با بازدهی بالا