تجربة عراقية لتبريد الألواح الشمسية باستعمال شمع العسل والبارافين
نوار صبح
درس باحثون من الجامعة التقنية الشمالية وجامعة النور العراقيتين قدرة المواد متغيرة الطور (بي سي إم) على تبريد الألواح الشمسية في درجات حرارة شديدة الارتفاع، وأجريت التجربة في مدينة الحويجة الواقعة جنوب غرب كركوك، خلال صيف عام 2022.
وتُعرّف المواد متغيرة الطور بأنها مواد يمكنها امتصاص وإطلاق الطاقة الحرارية خلال التحولات الطورية، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
وكانت المواد متغيرة الطور المستعملة في دراسة تبريد الألواح الشمسية هي شمع العسل الطبيعي وشمع البارافين ومزيج من الاثنين معًا، حسبما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في ديسمبر/كانون الأول الجاري.
وتعمل هذه المواد على امتصاص الحرارة عند التحول من الحالة الصلبة إلى السائلة، وتطلقها عند التحول مرة أخرى.
هدف الدراسة
قال الأكاديميون من الجامعة التقنية الشمالية في العراق: "إن دراسة تبريد الألواح الشمسية تهدف إلى تقييم تأثير دمج المواد متغيرة الطور مع الألواح الشمسية والتبريد السلبي تحت تأثير الظروف الجوية العراقية التي تتميز بحرارتها".
وأضافوا: "لقد قمنا بمقارنة الأداء في ظل هذه الظروف من حيث الكفاءة الكهربائية ودرجة حرارة الألواح الشمسية والناتج الكهربائي من خلال العمل التجريبي".
تجارب تبريد الألواح الشمسية
من أجل ضبط تجربة تبريد الألواح الشمسية، وضع العلماء 4 ألواح بقدرة 50 واط تحتوي على خلايا متعددة البلورات على سطح بناء بمدينة مدينة الحويجة، شمال العراق.
وجرى الاحتفاظ بأحد الألواح الشمسية في حالتها الأصلية مرجعًا، بينما كانت الألواح الـ3 الأخرى تحتوي على تجاويف في ظهرها لاحتواء المواد متغيرة الطور المختلفة.
ومُلِئ بعد ذلك التجويف الذي تبلغ سعته 5 لترات بالشموع المختلفة، مع ترك مساحة 10% فارغة لتصلّب المواد الشمعية المستعملة، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
وأخذت مجموعة الباحثين القياسات في أحد أيام شهر يوليو/تموز من عام 2022، حيث وصلت درجة الحرارة المحيطة إلى 43.5 درجة مئوية، وتراوحت قيم الإشعاع الشمسي بين 300 و956 واط / م2.
ورُكِّبَت أدوات قياس مختلفة في هذا الجهاز لقياس درجة حرارة اللوح الشمسي وإنتاج الكهرباء وكفاءتها.
وأظهر التحليل أن اللوح الذي لا يحتوي على المواد متغيرة الطور كانت درجات حرارته تتراوح بين 38.65 و69.4 درجة مئوية، مع متوسط درجة حرارة يومية قدرها 54.7 درجة مئوية.
على النقيض من ذلك، وصل اللوح الشمسي الذي يستعمل شمع البارافين إلى متوسط 54.21 درجة مئوية، مع اعتماد اللوح على شمع العسل بمتوسط 51.66 درجة مئوية، وحقّق اللوح الذي يحتوي على المادتين متوسط حرارة قدره 53.62 درجة مئوية، حسبما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine).
وكان أداء جميع الألواح الشمسية التي تحتوي المواد متغيرة الطور الـ3 مشابهًا، إذ كانت درجات حرارتها أقل من الكهروضوئية المرجعية حتى ما بين الساعة 2:00 مساءً و3:00 مساءً، عندما ذاب الشمع.
بعد ذلك، نظرًا لعدم قدرته على امتصاص المزيد من الحرارة، تجمّد الشمع؛ ما أدى إلى انبعاث الحرارة وارتفاع درجة حرارة اللوح إلى مستويات أعلى من الإعداد المرجعي.
وأضافت المجموعة الأكاديمية: "فيما يتعلق بتوليد الكهرباء، بلغ متوسط الإنتاج الكهربائي اليومي 28 و28.5 و31 و28.7 واط للّوح المرجعي والبارافين وشمع العسل والخليط الكهروضوئي".
وأشارت إلى أن الكفاءة الكهربائية لشمع النحل تحسّنت بنسبة 1% مقارنة بالجهاز المرجعي، أمّا النوعان الآخران فكان التحسن طفيفًا جدًا.
اقرأ أيضًا..
- خبير أوابك: مشروع الغاز المغربي النيجيري لن يرى النور.. وهذه 6 أسباب
- ما علاقة الغاز المسال الأميركي بالسياسة؟ أنس الحجي يجيب
- إشارات من السعودية وروسيا ترفع أسعار النفط.. ماذا حدث في 24 ساعة؟
