بررسی تجربی تاثیر همزمان خنک کاری پنل های فتوولتائیک توسط ماده تغییرفازدهنده و جریان هوا جهت افزایش بازدهی الکتریکی

طی سالیان اخیر، تولید برق از طریق نیروگاه‌های فتوولتائیک بخوبی جایگاه خود را بین سرمایه گذاران حوزه انرژی تثبیت کرده است. در دسترس بودن نور خورشید و بازگشت سرمایه مناسب، دو عامل مهم در رشد چشمگیر احداث نیروگاه‌های فتوولتائیک در جهان است. علی‌رغم این مزایا، افزایش دما در سلول‌های فتوولتائیک از نقاط ضعف اصلی آن‌هاست بطوریکه به شدت بر بازدهی الکتریکی پنل‌ها تاثیر منفی دارد. در این مقاله به صورت تجربی، اثر استفاده از پارافین به عنوان ماده تغییر فازدهنده بر دمای سلول‌های فتوولتائیک مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن، اثر جریان هوا در دو سرعت مختلف 2 و 4 کیلومتر در ساعت در حضور پارافین با نقطه ذوب 58 درجه سانتی گراد آزمایش شده است. تمامی آزمایشات در محیط شبیه سازی شده صورت پذیرفتند تا بتوان مدیریت بهتری بر شرایط محیطی داشت. بدین منظور، نور و گرمای خورشید توسط یک پروژکتور و جریان باد نیز توسط یک دمنده صنعتی تامین شد. نتایج، نشان دهنده‌ی کاهش 13 تا 16 درجه سانتی گرادی در دمای پنل فتوولتائیک برای سه حالت مورد بررسی، نسبت به حالت مبنا بوده است. به علاوه، بیشینه‌ی اختلاف بازدهی بین پنل حاوی ماده تغییر فاز دهنده و پنل عادی، یک درصد بود که این مقدار منجر به افزایش توان تولیدی به میزان بیش از 10 درصد شده است. در انتها نیز با بررسی اثرات زیست محیطی احداث یک نیروگاه 10 کیلوواتی با استفاده از نرم افزار retscreen و برای 4 حالت مورد بحث، کاهش سالانه انتشار کربن دی اکسید نیز تخمین زده شده است.

an experimental study on simultaneous use of phase change material and wind stream to increase electrical efficiency of photovoltaic module

in recent years, generation of electricity through photovoltaic power plants has developed rapidly. the availability of sunlight and the appropriate return on investment are two important factors in the impressive growth of photovoltaic (pv) power plants. unfortunately, increase in pv cell temperature is one the main defects of them and it has a significant negative effect on the electrical efficiency of pv panels. in this paper, using paraffin as phase change material (pcm) on the performance of photovoltaic cells has been investigated experimentally. the material has melting point of about 58˚c. also, the effect of airflow at two different velocities of 2 and 4 km/h in presence of paraffin have been tested, too. to have a better management on performing the tests, a solar simulator was used, so that the solar irradiation and wind stream were supplied by means of a projector and an industrial blower, respectively. results showed 13 16˚c decrease in pv temperature for the three modified cases, in comparison with the conventional one. moreover, the effect of mentioned temperature reduction on both electrical efficiency and output power were also studied. finally, the environmental effects of commissioning a 10 kw pv power plant were checked by using retscreen software. accordingly, the annual reduction of carbon dioxide (co2) emission is estimated for all considered cases.