تحقیقات جدید در مالزی محدودیت‌ها و پتانسیل تمام تکنیک‌های خنک‌کننده ماژول خورشیدی مبتنی بر گرافن را نشان داده است و دانشمندان گفتند که هزینه های بالا تولید و نگهداری و پیچیدگی های گرافن چالش های اصلی برای غلبه بر آن است.
دانشمندان دانشگاه موناش مالزی چگونگی استفاده از گرافن و مشتقات گرافن را به عنوان موادی برای کاهش دمای عملیاتی پنل‌های خورشیدی مورد بررسی قرار داده‌اند.
در یک بررسی عمیق منتشر شده در Renewable and Sustainable Energy Reviews، محققان توضیح دادند که گرافن از سال 2004 توجه جامعه علمی را به عنوان وسیله ای برای افزایش انتقال حرارت در سیستم های خنک کننده به خود جلب کرده است.
هنگامی که برای کاربردهای خنک کننده PV استفاده می شود، گرافن می تواند به روش های مختلفی استفاده شود. به عنوان مثال، می توان از آن به عنوان یک پوشش جذب کننده انتخابی یا جاسازی آن در سیال کاری به عنوان یک نانوسیال استفاده کرد.
نانوذرات گرافن همچنین می‌توانند به مواد رابط حرارتی (TIM) یا مواد تغییر فاز (PCM) که برای خنک‌سازی ماژول خورشیدی استفاده می‌شوند، اضافه شوند.
این گروه تمام فناوری‌های گرافن اعمال شده در PV را به دو دسته خنک کننده غیرفعال و فعال تقسیم کردند.
دسته اول به تکنیک های پیش از روشنایی و پس از روشنایی تقسیم شد، روش دوم شامل تمام روش هایی است که از گیرنده گرما برای دفع گرمای تولید شده از سلول های خورشیدی استفاده می کنند، در حالی که روش اول شامل تمام روش هایی است که طیف خورشید را قبل از رسیدن به سلول های PV تجزیه می کند.
دسته پیش روشنایی با انواع فیلترهای چگالی خنثی با پوشش گرافن (GCND) که به عنوان پوشش جاذب انتخابی استفاده می شوند نشان داده می شود.
دانشگاهیان گفتند: استفاده از فیلتر GCND به عنوان یک تکنیک خنک‌کننده غیرفعال پیش از روشنایی، به ویژه در سیستم‌های CPV خنک‌کننده بسیار سودمند است، این روش خنک‌سازی پیش از روشنایی، تابش خورشید را قبل از رسیدن به پانل PV کاهش می‌دهد، بنابراین میزان گرمای تولید شده در پانل PV را کاهش می‌دهد.
آنها همچنین استفاده از فیلترهای GCND را فقط برای کاربردهای خانگی در مقیاس کوچک توصیه کردند، زیرا هزینه بالایی دارند.
به جای پوشش گرافن در کل زیرلایه، تمرکز پوشش گرافن به طور خاص در ناحیه کانونی می تواند به کاهش هزینه های پوشش کمک کند.
در مورد دسته پس از روشنایی، این لیست شامل استفاده از گرافن به عنوان پرکننده رسانای حرارتی در TIM و PCM است.
این گروه گفت: در حالی که هر دو TIM و PCM مزایا و معایب خود را دارند، هیچ پاسخ جهانی برای اینکه آیا TIM یا PCM در خنک‌کننده غیرفعال پنل‌های PV بهتر است وجود ندارد.
دسته خنک کننده فعال شامل تمام تکنیک های مبتنی بر نانوسیال گرافن است که به عنوان سیال کار پیکربندی شده اند و این تکنیک‌ها، مانند همه روش‌های خنک‌کننده فعال، نیاز به ساخت پمپ‌ها و لوله‌ها برای گردش نانوسیال در اطراف ماژول‌ها دارد که به گفته دانشمندان، هزینه‌های تولید را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
چالش استفاده از نانوسیال گرافن، فرآیند ساخت پرهزینه بودن و پیچیدگی آن است که از استفاده آن - نانوسیال گرافن - در صنعت رایج جلوگیری می‌کند.
لینک سایت مرجع
مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.
