یکی از عوامل کاهش بازدهی در پنل های خورشیدی، گرم شدن سطح پنل به دلیل تابش است. درواقع تابشی که خود باعث ایجاد جریان برق در پنل خورشیدی می شود، به دلیل ایجاد گرما، سیستم فتوولتائیک را دچار افت ولتاژ کرده و در نهایت سبب کاهش راندمان می شود. محققان حوزه خورشیدی برای مقابله با اثر گرما بر راندمان پنل خورشیدی، روش های متعددی از جمله جریان آب و هوای اجباری را پیشنهاد کردند؛ اما هر کدام از این روش ها به دلیل هزینه بر بودن به نسبت برقی که تولید می شود، توجیه اقتصادی مناسبی نداشتند و به همین دلیل تلاش ها برای رسیدن به یک سیستم خنک کننده برای بالارفتن راندمان تولید برق فتوولتائیک ادامه دارد.
اخیرا محققان دانشگاه پلی تکنیک هُنگ‌کُنگ یک سیستم خنک‌کنندۀ جدید برای پنل‌های خورشیدی ایجاد کرده‌اند، سیستمی که گفته می‌شود تولید انرژی را تقریبا 20 درصد افزایش می دهد!
این دانشمندان راهی را کشف کرده‌اند که می‌تواند اصطلاحا باعث عرق کردن پنل خورشیدی بشود و در نتیجه این فرایند به آنها اجازه می‌دهد در گرما خنک شوند و در نتیجه تولید انرژی تقریباً 20٪ افزایش پیدا می کند.
این تیم تحقیقاتی از ژلی پلیمری استفاده کرده که آب را از جوِ محیطِ اطراف پنل خورشیدی جذب می کند.
این ژل مخلوطی از نانولوله‌های کربنی در پلیمرها با کلرید کلسیم است که رطوبت را در طول شب (یعنی زمانی که هوا سردتر و رطوبت بیشتر است) جذب می‌کند. با افزایش دما در طول روز، آب درون ژل به دلیل دریافت گرما تبخیر می شود که این امر باعث خنک سازی پنل های خورشیدی می شود. دقیقا مثل اتفاقی که حین عرق کردن برای بدن انسان می افتد و پوست خنک می شود.
پنگ وانگ، مهندس دانشگاه پلی تکنیک هنگ‌کنگ و تیمش راهی برای به دام انداختن رطوبت در پشت پنل های خورشیدی معمولی ابداع کرده‌اند، تا این کار در طول روز پنل را خنک نگه دارند.
در حین تست، این روش باعث کاهش 10 درجه سانتیگراد در دمای پنل خورشیدی شده که این خود سبب افزایش تولید برق از صفحات خورشیدی در حدود 15% الی 19% می شود.
مقدار ژل مورد نیاز برای استفاده از این اثر، به رطوبت محیط بستگی دارد. به عنوان مثال، در یک بیابان با رطوبت 35 درصد، یک پنل خورشیدی 1 متر مربعی برای خنک شدن به 1 کیلوگرم ژل نیاز دارد، در حالی که در محیطی با رطوبت 80 درصد، تنها نیاز به 300 گرم ژل در هر متر مربع پنل وجود دارد.
طراحان این پروژه می گویند که افزایش راندمان پنل های خورشیدی در این روش قابل توجه است و این در حالی است که با توجه به شرایط کنونی فعلی، افزایش 1 درصدی در راندمان پنل های خورشیدی هم خوب است. درواقع هر چیزی که بتواند کارایی را بهبود بخشد برای رشد انرژی های تجدید پذیر عالی است.
معایب ژل پلیمری خنک کننده پنل خورشیدی
در حال حاضر نمی توان گفت همه چیز در این راه حل خوب و بدون ایراد به نظر می رسد. محققان بر این باورند که محلول ژل، زمانی که صفحه خورشیدی در معرض باران قرار می گیرد، می تواند حل شود. بنابراین، چون کلرید کلسیم حل می شود و بر توانایی آن در جذب آب تأثیر می گذارد.
با این حال این تیم تحقیقاتی در حال توسعه یک ژل نسل دوم است که حتی زمانی که خیس شود، پروسه خنک سازی با شکست مواجه نشود.
در واقع آن ها به دنبال گزینه دیگری برای حفظ و تغلیظ مجدد آب پس از تبخیر ژل هستند و به طوری که از آب جمع آوری شده برای تمیز کردن صفحات خورشیدی و همچنین خنک کردن آنها استفاده شود.
عالی نیست؟
