חֲדָשׁוֹת
האם פאנלים סולאריים צריכים לפזר חום?
פאנלים סולאריים יוצרים כמות מסוימת של חום במהלך תהליך המרת אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית. אם החום הזה לא יתפזר בזמן, זה יגרום לטמפרטורה של לוח הסוללה לעלות, ובכך להשפיע על יעילות ייצור החשמל ואורך החיים שלו. לכן, פיזור חום של פאנלים סולאריים הוא הכרחי ומדד חשוב לשיפור הביצועים והאמינות שלהם.
הצורך בפיזור חום
היעילות של תאים סולאריים קשורה קשר הדוק לטמפרטורה. באופן אידיאלי, תאים סולאריים הם היעילים ביותר כאשר הם פועלים בטמפרטורת החדר (כ-25 מעלות צלזיוס). עם זאת, ביישומים בפועל, כאשר פאנלים סולאריים פועלים באור שמש ישיר, טמפרטורת פני השטח שלהם עשויה לעלות ל-40 מעלות צלזיוס ואף יותר. העלייה בטמפרטורה תגרום לירידה במתח המעגל הפתוח של הסוללה, ובכך תפחית את הספק המוצא של הסוללה. בנוסף, טמפרטורות גבוהות יאיץ את תהליך ההזדקנות של הסוללה ויקצרו את חיי השירות שלה.
טכנולוגיית קירור
על מנת לפתור את בעיית פיזור החום של פאנלים סולאריים, פיתחו חוקרים ומהנדסים מגוון טכנולוגיות פיזור חום, הכוללות בעיקר שיטות פסיביות ואקטיביות.
- קירור פסיבי: קירור פסיבי אינו דורש הכנסת אנרגיה נוספת. הוא מסתמך על תהליכים פיזיקליים כגון הסעה טבעית, קרינה והולכה לפיזור חום. לדוגמה, החלק האחורי של פאנלים סולאריים מעוצב בדרך כלל עם גופי קירור או ציפויים לפיזור חום כדי להגדיל את שטח חילופי החום עם האוויר שמסביב ולקדם פיזור חום.
- קירור אקטיבי: קירור אקטיבי דורש הכנסת אנרגיה נוספת כדי להניע את תהליך הקירור, כגון שימוש במאווררים, משאבות או מכשירים מכניים אחרים כדי לשפר את אפקט הקירור. למרות ששיטה זו יעילה, היא תגדיל את צריכת האנרגיה ומורכבות המערכת.
פתרון קירור חדשני
בשנים האחרונות הוצעו ונחקרו כמה פתרונות קירור חדשניים. לדוגמה, חומרים לשינוי פאזה משמשים כאמצעי פיזור חום, אשר יכולים לעבור שינויי פאזה בעת קליטת חום, ובכך לספוג ולאגור כמות גדולה של חום, המסייעים לשמור על טמפרטורת הפעולה המתאימה של לוח הסוללה. בנוסף, צוות מחקר פיתח ג'ל פולימרי שיכול לספוג לחות בלילה ולשחרר אדי מים במהלך היום, להפחית את הטמפרטורה של פאנלים סולאריים באמצעות קירור אידוי תוך שיפור יעילות ייצור החשמל.
הערכת אפקט פיזור החום
היעילות של טכנולוגיות קירור מוערכת לעתים קרובות על ידי מדידת הטמפרטורה ויעילות ייצור החשמל של פאנלים סולאריים. מחקרים מראים כי פיזור חום יעיל יכול להפחית משמעותית את טמפרטורת הפעולה של לוחות ולשפר את יעילות ייצור החשמל שלהם. לדוגמה, על ידי שימוש בטכנולוגיית קירור הג'ל שהוזכרה לעיל, חוקרים מצאו שניתן להפחית את הטמפרטורה של פאנלים סולאריים ב-10 מעלות צלזיוס, ולהגדיל את יעילות ייצור החשמל ב-13% עד 19%.
יישום טכנולוגיית פיזור חום
לטכנולוגיית פיזור החום של פאנלים סולאריים יש צרכים ושיקולים שונים בתרחישי יישום שונים. לדוגמה, באזורים צחיחים, המים מועטים, ולכן יש לשקול אפשרויות קירור לחיסכון במים או ללא מים. באזורים עם לחות גבוהה, ניתן להשתמש בלחות לפיזור חום יעיל.
לסיכום
פיזור חום שלפנלים סולאריים הוא חיוני כדי להבטיח את פעולתם היעילה ויציבה לטווח ארוך. על ידי אימוץ טכנולוגיית פיזור חום מתאימה, לא רק שניתן לשפר את יעילות ייצור החשמל של הפאנל, אלא גם להאריך את חיי השירות שלו. עם התפתחות הטכנולוגיה, פתרונות קירור יעילים יותר, ידידותיים לסביבה וחסכוניים עשויים להופיע בעתיד כדי לענות על הביקוש הגובר לייצור חשמל סולארי.