การลดอุณหภูมิของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะคอมโพสิต แคลเซียมคลอไรด์เฮกซะไฮเดรต/แกรไฟต์ขยายตัว
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้พัฒนาอุปกรณ์ช่วยลดอุณหภูมิแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้า วัสดุที่เลือกใช้คือแคลเซียมคลอไรด์เฮกซะไฮเดรต ทำเป็นวัสดุคอมโพสิตกับแกรไฟต์ขยายตัว ที่มีลักษณะเป็นของแข็ง เป็นผงละเอียด ช่วยพยุงของเหลวแคลเซียมคลอไรด์เฮกซะไฮเดรตขณะหลอมเหลวให้คงรูปทรงอยู่ได้ และช่วยเพิ่มค่าการน้ำความร้อนให้กับวัสดุคอมโพสิต โดยใช้สัดส่วนของผสมแคลเซียมคลอไรด์เฮกซะไฮเดรตปริมาณร้อยละ 80 โดยมวล ผสมกับผงแกรไฟต์ขยายตัวปริมาณร้อยละ 20 โดยมวล นำมาอัดขึ้นรูปเป็นแท่งสี่เหลี่ยมขนาดประมาณ 20x20x80 มิลลิเมตร มีน้ำหนักแท่งละประมาณ 45 กรัม บรรจุลงในถุงพลาสติกซีล ปิดผนึกถุงพลาสติกด้วยเครื่องซีลความร้อนดูดสุญญากาศ บรรจุใส่ท่ออะลูมิเนียมสี่เหลี่ยมขนาด 25 มิลลิเมตร ยาว 1 เมตร ท่อละประมาณ 360 กรัม ซึ่งท่ออะลูมิเนียมสี่เหลียมจะทำหน้าที่ช่วยกระจายความร้อนสู่บรรยากาศใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า แล้วนำไปติดตั้งให้แนบติดด้านหลังของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นจำนวน 20 ท่อ ผลปรากฏว่า ช่วยลดอุณหภูมิของแผงได้ประมาณ 10 องศาเซลเซียส และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ เมื่อทดสอบความเสถียรของวัสดุเปลี่ยนสถานะคอมโพสิต ด้วยการจำลองความผันผวนของอุณหภูมิในตู้อบช่วง 25-65 องศาเซลเซียส เป็นจำนวน 5,000 รอบ แต่ละรอบเทียบเท่ากับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและลดลงในแต่ละรอบของวันหรือเทียบเท่าประมาณ 13.5 ปี พบว่าวัสดุเปลี่ยนสถานะคอมโพสิตยังมีสมบัติที่ไม่เปลี่ยนแปลงทำหน้าที่ลดอุณหภูมิได้ตามปกติ
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Ghadikolaei, S. S. C., 2021, Solar photovoltaic cells performance improvement by cooling technology: An overall review, Int. J. Hydrogen Energy. 46 (18): 10939-10972.
Radziemska, E., 2003, The effect of temperature on the power drop in crystalline silicon solar cells, Renew. Energy. 28 (1): 1-12.
Yang, X., Ke, Z., Li, Y., Zhao, Z., Wu, J., Ke, H., Liao, M., Huang, C., Chen, K. and Zhou, H., 2020, Transient heat transfer analytical model for low-melting-point-metal phase change material heat sink, Chem. Eng. Trans. 81: 1273-1278.
Browne, M. C., Norton, B. and McCormack, S. J., 2015, Phase change materials for photovoltaic thermal management, Renew. Sustain. Energy Rev. 47: 762-782.
Fu, L., Wang, Q., Ye, R., Fang, X. and Zhang, Z., 2017, A calcium chloride hexahydrate/expanded perlite composite with good heat storage and insulation properties for building energy conservation, Renew. Energy. 114: 733-743.
Sun, V., Asanakham, A., Deethayat, T., Trutassanawint, W. and Kiatsiriroat, T., 2018, Heat transfer behavior of phase change material for controlling solar cell module temperature, Engng.J.CMU. 25 (03): 167 - 177 (in Thai).
Amir Reza, V., Chapter 5 Paraffin as Phase Change Material, Paraffin, IntechOpen, Rijeka, 2019, pp. 1-22.
Sun, V., Asanakham, A., Deethayat, T. and Kiatsiriroat, T., 2020, Increase of power generation from solar cell module by controlling its module temperature with phase change material, J. Mech. Sci. Technol. 34 (6): 2609-2618.
Purohit, B. K. and Sistla. V. S., 2021, Inorganic salt hydrate for thermal energy storage application: A review, J. Energy Storage. 3 (2): e212.
Zhao, Y., Jin, L., Zou, B., Qiao, G., Zhang, T., Cong, L., Jiang, F., Li, C., Huang, Y. and Ding, Y., 2020, Expanded graphite – Paraffin composite phase change materials: Effect of particle size on the composite structure and properties, Appl. Therm. Eng. 171: 115015.
Soto, J., Jadal, M., de Guyenro, N. and Delaunay, D., 2021, Thermal cycling aging of encapsulated phase change material – Compressed expanded natural graphite composite, Therm. Sci. Eng. Prog. 22: 100836.
Tyagi, V. V. and Buddhi, D., 2008, Thermal cycle testing of calcium chloride hexahydrate as a possible PCM for latent heat storage, Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 92 (8): 891-899.
