پیمان سلامی

به دلیل رشد روزافزون جمعیت جهان و تقاضای انرژی و بالا بودن اهمیت توجه به حفظ محیط زیست موجب شده که محققان توجه بیشتری نسبت به منابع انرژی‌های تجدید پذیر جهت جایگزین کردن سوخت‌های فسیلی که منابع تجدید ناپذیر انرژی استند، داشته باشند. انرژی خورشیدی نیز یکی از این منابع انرژی تجدید پذیر است که به وفور وجود دارد و قابل دسترس است. یکی از راه‌های استفاده از آن و تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده از سامانه‌های فتوولتائیک است. اما یکی از مشکلات بزرگی که این سامانه‌ها با آن روبرو استند راندمان پایین آنها برای تبدیل انرژی الکتریکی است که با افزایش دمای‌سطح آنها این راندمان نیز کاهش می‌یابد، بنابراین برای بهبود راندمان سامانه‌های فتوولتائیک روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از این روش‌ها استفاده از سامانه خنک‌کاری است. خنک‌کردن موجب کاهش دمای‌سطح پنل می‌شود و این کار را می‌توان با استفاده از آب، باد و نانوسیال‌هایی که میزان جذب و انتقال حرارت بالایی دارند، انجام داد. در این پژوهش از سامانه غوطه‌وری که شامل یک محفظه شیشه‌ای به ارتفاع ۵ سانتی‌متر از آب و نانوسیال اکسیدمس با پایه آب مقطر در دو نسبت حجمی 0.05% و 0.025% و در دو دبی مختلف 0.01 و 0.02 لیتربرثانیه به عنوان سیال سرمایشی استفاده شد. با توجه به نتایج به دست‌آمده و مقایسه آنها با پنل شاهد در شرایط یکسان آزمایشگاهی، راندمان حرارتی و راندمان‌کل سامانه با خنک‌کننده اکسیدمس با نسبت حجمی 0.025% و دردبی 0.02 لیتربرثانیه بیشتر از آب به دست آمد. اما در این شرایط راندمان الکتریکی پنل‌شاهد بیشتر از پنل سامانه به دست آمد. بیشترین کاهش دما نیز در دبی 0.02 و در غلظت 0.025% که برابر با 11.80 درجه سلسیوس بود، ثبت شد. راندمان حرارتی در این حالت 94.69% بود که مقدار آن به اندازه 5.31% کاهش یافت که انتظار می‌رفت این مقدار افزایشی باشد. چون در حالت کلی با کاهش دمای‌سطح پنل راندمان افزایش می‌یابد اما دراین پژوهش نتیجه عکس بود که علت آن رنگ تیره نانوسیال اکسیدمس است، چون مانع از دریافت نورمفید خورشید توسط پنل می‌شود. توان ایجاد شده در سیال آب در بین سیالات مورد بررسی در سامانه PV/T، از همگی بیشتر بود. سپس در رده بعدی نسبت محلول حاوی 25 درصد الکل اتانول و آب قرار گرفت. در انتها، پایین‌ترین توان مربوط به نسبت محلول حاوی 50 درصد الکل اتانول و آب در بین حالات مختلف بود. بنابراین به نظر می‌رسد که اضافه کردن اتانول نه تنها باعث بالا رفتن توان سامانه نشده است، بلکه آن را پایین آورده است. با افزایش نسبت غلظت محلول اتانول و آب، توان کاهش یافته است. بنابراین به نظر می‌رسد که اتانول گزینه مناسبی به عنوان سیال برای سامانه غوطه‌ور نیست. مطابق نتایج ارزیابی چرخه زیست، در سامانه PV/T در بیشتر شاخص ها به جز سمیت انسان (سرطانی) و استخراج مواد معدنی، بیشترین تاثیر در آلایندگی مربوط به پنل فتوولتائیک بود. این بدین معنا است که در مرحله تولید پنل فتوولتائیک، بخش اصلی ایجاد آلایندگی سامانه PV/T مربوط به این مرحله است. 79.9 % آلاینده تابش یونیزه ناشی از پنل فتووتائیک بود.