ترموفتوولتائیک خورشیدی و تبدیل گرما به الکتریسیته

ترموفتوولتائیک خورشیدی (STPV) یک فناوری نوظهور است که پتانسیل آن را دارد که روش تولید برق از خورشید را متحول کند، این رویکرد نوآورانه شامل تبدیل گرما به برق است که می تواند برای تامین انرژی خانه ها، مشاغل و صنایع ما استفاده شود.

از آنجایی که جهان با نیاز فوری به انتقال به منابع انرژی پاک تر و پایدارتر دست و پنجه نرم می کند، STPV راه حل امیدوار کننده ای را ارائه می دهد که می تواند به ما در برآوردن نیازهای رو به رشد انرژی و کاهش اتکای ما به سوخت های فسیلی کمک کند.

ترموفتوولتائیک خورشیدی در هسته خود یک فناوری ترکیبی است که اصول انرژی حرارتی خورشیدی و فتوولتائیک را ترکیب می کند. انرژی حرارتی خورشیدی شامل استفاده از نور خورشید برای گرم کردن یک سیال است که سپس می تواند برای تولید بخار و به حرکت درآوردن یک توربین برای تولید برق استفاده شود.

از طرف دیگر، فتوولتائیک شامل تبدیل مستقیم نور خورشید به الکتریسیته با استفاده از مواد نیمه هادی است، با ترکیب این دو رویکرد، STPV این پتانسیل را دارد که بر برخی از محدودیت‌های سیستم‌های انرژی خورشیدی سنتی غلبه کند و به راندمان بالاتری دست یابد.

یکی از چالش های کلیدی پنل های خورشیدی معمولی توانایی محدود آنها در تبدیل نور خورشید به برق است. اکثر پنل های خورشیدی موجود امروزی بازدهی در حدود 15 تا 20 درصد دارند که به این معنی است که بخش قابل توجهی از نور خورشید که به پنل برخورد می کند به انرژی قابل استفاده تبدیل نمی شود.

این تا حدودی به دلیل این واقعیت است که صفحات خورشیدی فقط می توانند طیف خاصی از طول موج ها را از طیف خورشید جذب کنند و بخش بزرگی از انرژی را بدون بهره برداری باقی بگذارند.

ترموفتوولتائیک خورشیدی با استفاده از یک فرآیند دو مرحله ای برای تبدیل نور خورشید به الکتریسیته به این موضوع می پردازد.

اول، نور خورشید توسط یک ماده تخصصی به نام جاذب خورشیدی جذب می شود که برای گرفتن طیف گسترده ای از طول موج ها از طیف خورشید طراحی شده است، سپس جاذب خورشیدی گرم می شود و تابش گرمایی ساطع می کند که متعاقباً توسط یک سلول فتوولتائیک جذب می شود.

یکی دیگر از مزیت های ترموفتوولتائیک خورشیدی توانایی آن در ذخیره انرژی به صورت گرما است.

این به ویژه در دوره هایی که نور خورشید کم است یا در شب که صفحات خورشیدی قادر به تولید برق نیستند مفید است، با ذخیره‌سازی گرما، سیستم‌های STPV می‌توانند حتی زمانی که خورشید نمی‌تابد به تولید برق ادامه دهند و منبع مطمئن‌تر و ثابت‌تری از انرژی را فراهم کنند.

علیرغم پتانسیل امیدوارکننده آن، هنوز چندین چالش وجود دارد که باید قبل از تبدیل شدن ترموفوتوولتائیک خورشیدی به یک فناوری اصلی، به آنها پرداخت، یکی از موانع اصلی توسعه موادی است که می توانند به طور موثر تابش حرارتی را جذب و ساطع کنند.

چالش دیگر نیاز به توسعه فرآیندهای تولید مقرون به صرفه برای قطعات STPV است.

در حالی که مواد مورد استفاده در سیستم های STPV ذاتاً گران نیستند، تکنیک های ساخت مورد نیاز برای تولید جاذب های خورشیدی با کیفیت بالا و سلول های فتوولتائیک می تواند پیچیده و پرهزینه باشد، در نتیجه، توسعه روش‌های تولید مقرون‌ به‌ صرفه و قابل برای دسترسی کردن فناوری STPV ضروری است.

در نتیجه، ترموفتوولتائیک های خورشیدی نشان دهنده یک رویکرد امیدوارکننده و نوآورانه برای بهره برداری از انرژی خورشیدی است، با تبدیل گرما به الکتریسیته، STPV این پتانسیل را دارد که بر برخی از محدودیت‌های پنل‌های خورشیدی سنتی غلبه کند و به راندمان بالاتری دست یابد.

علاوه بر این، توانایی آن برای ذخیره انرژی به شکل گرما منبع قابل اعتمادتر و ثابت تری از انرژی را ارائه می دهد، همانطور که محققان به توسعه مواد جدید و فرآیندهای تولید ادامه می دهند، فناوری STPV می تواند نقش مهمی در انتقال ما به آینده ای پایدارتر و انرژی پاک داشته باشد.

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.