افزایش کارایی سامانه‌های جاذب انرژی خورشیدی با فناوری نانو

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، امروزه با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی و از سوی دیگر مشکلات ناشی از احتراق این نوع سوخت‌ها از جمله انتشار گازهای گلخانه‌ای و گرمایش روزافزون زمین و پیامدهای ناشی از آن، توجه و علاقه جوامع بشری در دست‌یابی به انرژی‌های تجدید پذیر و پاک در حال افزایش است. انرژی خورشید به‌عنوان یکی از پاک‌ترین انرژی‌های موجود، بسیار موردتوجه قرار گرفته است.

دکتر ریحانه لونی یکی از محققان این طرح با اشاره به بازده پایین سامانه‌های کنونی جذب انرژی خورشیدی گفت: در طرح حاضر به‌منظور افزایش بازدهی جذب انرژی تابشی خورشید از دو راهکار، کاربرد دریافت کننده‌های حفره‌ای و کاربرد نانوسیال به عنوان سیال عامل سیستم متمرکز کننده بشقابی خورشیدی، به‌صورت هم‌زمان استفاده شده است.

وی افزود: در این راستا، سامانه‌ای متشکل از گردآورنده بشقابی و دریافت کننده حفره‌ای استوانه‌ای حاوی نانوسیال طراحی و ساخته شد و کارایی آن در جذب انرژی خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت.

به گفته لونی، استفاده از سیستم طراحی شده در این طرح به‌عنوان سامانه جاذب انرژی خورشید موجب کاهش تلفات انرژی خورشیدی در هنگام جذب شده و بازده تبدیل انرژی افزایش خواهد یافت.

 این محقق خاطر نشان کرد: نانوسیالات به دلیل هدایت حرارتی بالایشان قادرند انرژی حرارتی جذب شده از خورشید را با کمترین تلفات منتقل کنند؛ ازاین‌رو در طرح حاضر ازاین‌گونه نانومواد جهت بهبود کارایی سامانه‌های جاذب انرژی خورشید استفاده شده است.

وی بیان کرد: در طرح حاضر به‌منظور افزایش میزان بازدهی سامانه جاذب انرژی خورشید، از دریافت کننده حفره‌ای استوانه‌ای در متمرکز کننده بشقابی استفاده شده است که نانوسیال کربن/روغن حرارتی به منظور جذب انرژی خورشیدی درون دریافت کننده حرکت کرده و انرژی خورشیدی را جذب کرده و به انرژی حرارتی تبدیل می‌کنند. کاربرد دریافت کننده حفره‌ای موجب می‌شود حرارت جذب‌شده را با کمترین تلفات منتقل کند.

این محقق افزود: بر اساس نتایج آزمون‌های انجام‌شده می‌توان اذعان کرد بازده جذب این سامانه با کاربرد نانوسیال کربن-روغن حرارتی نسبت به بازده جذب برای سامانه‌ با کاربرد روغن خالص به میزان ۱۳.۱۲ درصد بالاتر است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر ریحانه لونی- دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشگاه محقق اردبیلی و دکتر عزت اله عسکری اصلی ارده- عضو هیأت علمی این دانشگاه و دکتر برات قبادیان- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و دکتر علیبخش کساییان- عضو هیأت علمی دانشگاه تهران است. بخشی از نتایج این طرح پژوهشی در مجله‌ Energy Conversion and Management با ضریب تأثیر ۶.۳۷۷ (جلد ۱۶۵، سال ۲۰۱۸، صفحات ۵۹۳ تا ۶۰۱) به چاپ رسیده است.

 از این طرح یک اختراع با عنوان « ساخت و ارزیابی دریافت کننده‌های حفره‌ای در متمرکز کننده بشقابی خورشیدی، جهت تولید توان با کاربرد نانوسیال های مختلف » و با شماره ۹۴۶۷۱ به ثبت رسیده است.