دانشگاه رازی

فناوری فتوولتائیک (PV) به‌عنوان یکی از متداول‌ترین روش‌های تبدیل مستقیم تابش خورشیدی به انرژی الکتریکی، با چالش افزایش دمای کاری ماژول مواجه است؛ زیرا بخش عمده تابش جذب‌شده به گرما تبدیل شده و موجب افت بازده الکتریکی، کاهش پایداری عملکرد و تسریع فرسودگی سلول‌ها می‌شود. در این پژوهش، عملکرد حرارتی–الکتریکی دوغاب‌های مواد تغییر فازدهنده میکروکپسوله‌شده شامل اسید استئاریک میکروکپسوله‌شده (MSAC) و استئاریل‌الکل میکروکپسوله‌شده (MSAL)، پراکنده در محلول آبی اتیلن‌گلیکول، برای خنک‌کاری ماژول فتوولتائیک بررسی شد. این دوغاب‌ها با بهره‌گیری از ظرفیت ذخیره‌سازی گرمای محسوس و نهان PCM، کنترل افزایش دمای پنل و در نتیجه بهبود توان خروجی آن را فراهم کردند. نتایج نشان داد افزایش غلظت PCM در هر دو سامانه، عملکرد خنک‌کاری و راندمان الکتریکی ماژول را بهبود می‌دهد. در سامانه MSAC، نمونه میکروکپسوله با نسبت هسته به پوسته 1:2 و غلظت 6 درصد وزنی، بدون نانوذره، با توان بیشینه 6.55 تا 6.65 وات بهترین عملکرد را ارائه کرد که نسبت به محلول اتیلن‌گلیکول 60 درصد وزنی و اسید استئاریک غیرمیکروکپسوله به‌ترتیب حدود 13–16 و 10–13 درصد افزایش داشت. در سامانه MSAL نیز، دوغاب میکروکپسوله حاوی 1.5 گرم نانوذره اکسید مس در سیال پایه، با دستیابی به توان بیشینه 6.45 تا 6.55 وات، نسبت به نمونه بدون نانوذره و استئاریل‌الکل غیرمیکروکپسوله به‌ترتیب 4–7 و 10–13 درصد بهبود توان نشان داد. به‌طور کلی، میکروکپسوله‌سازی PCM، پایداری مناسب، بهره‌گیری موثر از گرمای نهان و بهینه‌سازی محل استقرار نانوذرات، از طریق بهبود انتقال حرارت و محدودکردن دمای کاری، دوغاب‌های MSAC و MSAL را به گزینه‌هایی امیدبخش برای ارتقای عملکرد و افزایش دوام ماژول‌های فتوولتائیک تبدیل می‌کند.