ثــقــة تــيـفي
حقق 7 باحثين من جامعة أبي شعيب الدكالي بالجديدة، تقدما كبيرا في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، من خلال تطوير نوع مبتكر من الألواح الشمسية الكهروضوئية الحرارية (PVT).
وأوضح الباحثون من قسم الفيزياء -مختبر الإلكترونيات والأجهزة والطاقة- بكلية العلوم التابعة للجامعة، أنه “في هذا العمل، تم تصميم تكوين مبادل حراري جديد من الألومنيوم ، يتكون من 94 قناة ومتصل مباشرة بالوحدة الكهروضوئية”.
+++ تحدي متانة الألواح
ويحاول هذا التصميم معالجة مشكلة تغير درجة الحرارة بشكل فعال، وهو تحد متكرر يساهم في تدهور وعمر أقصر لألواح PVT التقليدية.
وأفاد البحث الذي نشر في مجلة “ساينس” في غشت الماضي، بأن”هذا الاقتراح يسعى إلى حل مشكلة عدم المساواة في درجات الحرارة، مما يؤثر على متانة الألواح الكهروضوئية”.
الأبحاث التي قادها ياسين العلمي، وعلي بلمقدم، ورشيد بن داوود، وسفيان طالبي، ومحمد لوزازني، والهادي باغازي، أظهرت أن زيادة 1 درجة مئوية في درجة حرارة الخلايا الشمسية (TC) تقلل من كفاءة PVT-C بنسبة 0.3٪ إلى 0.5٪.
لحل هذه المشكلة، اقترح الباحثون مجمعات الطاقة الشمسية الهجينة PVT ، حيث تتيح هذه المجمعات استخدام كل من الحرارة والطاقة الكهربائية التي تنتجها الخلايا الشمسية الكهروضوئية.
وكان الهدف الرئيسي من PVT-C، وفق الباحثين المغاربة، هو تحسين للوحة الكهروضوئية من خلال الحفاظ على درجات حرارة منخفضة.
تتكون لوحة PVT الجديدة من وحدة كهروضوئية، وطبقة Tedlar، وطبقتين شفافتين من أسيتات إيثيل فينيل (EVA)، ولوحة غطاء زجاجي.
ينقسم المبادل الحراري، وهو أمر حيوي لوظائف اللوحة، إلى منطقة صلبة من الألومنيوم ،وقسم آخر حيث يتدفق الماء كوسيط تبريد.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تقسيم هذا المبادل الحراري إلى ثلاثة أجزاء: مدخل سائل التبريد (AZ) ، والتبادل الحراري (ZE) ، وإخلاء السوائل (VZ).
+++ كفاءة عالية
وقد أسفرت عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون باستخدام برنامج COMSOL عن نتائج مشجعة، مما يشير إلى أن اللوحة يمكن أن تحقق كفاءة كهربائية بنسبة 12.11٪، وكفاءة حرارية تبلغ 78.59٪، وكفاءة إجمالية رائعة تبلغ 90.7٪، وتسلط عمليات المحاكاة الضوء على التأثير الكبير لمعدل تدفق سائل التبريد على أداء اللوحة.
وأشارت التجارب، إلى أنه مقابل كل ارتفاع بمقدار 10 لتر/ساعة في معدل التدفق، تنخفض درجة حرارة الخلية الشمسية بمقدار 33.59 درجة فهرنهايت.
وأضاف البحث، أن هذا الانخفاض في درجة الحرارة يؤدي إلى زيادة إنتاج الطاقة بمقدار 0.798 واط، وتعزيز كفاءة الخلية بنسبة 0.051٪.
تتميز منطقة التبادل الحراري للوحة بلوحة سنخية بجدار علوي مسطح بسمك 0.4 مم، ملامس للوحدة الكهروضوئية وجدار سفلي بسمك 0.4 مم.
و أبرز الباحثون بأنه “يسهل النقل الأمثل للحرارة بين الوحدة الكهروضوئية وسائل التبريد المتداولة داخل القنوات”. وخلصوا إلى “أن “PVT-C المقترح يقدم نتائج جيدة من حيث عدم تجانس درجة الحرارة والأداء العام”.
ووفقا الباحثين المغاربة، فإن اندماج PVT-C السلس في هياكل المباني وقدرتها على التكيف لتوفير تسخين الهواء أو الماء يجعلها إضافة متعددة الاستخدامات لتصميم المباني المستدامة.
يعرض هذا الابتكار في تكنولوجيا الألواح الشمسية إمكانات واعدة لحلول الطاقة المستدامة. كما يمكن أن تحدث الكفاءة والمتانة المحسنة للوحة PVT الجديدة، والتي تم تحقيقها من خلال التصميم المبتكر والاختبار الدقيق، ثورة في مشهد الطاقة الشمسية.
