بررسی تجربی تاثیر فاکتور هندسی و ضریب شکست نوری در متمرکزکننده های خورشیدی لومینسانسی

توسعه گلخانه های نوین مبتنی بر روش های جدید کشت یکی از مهمترین راه کارها برای افزایش تولید غذا در دنیا است. اما با وجود تولید بیشتر محصول، مصرف انرژی آنها بسیار زیاد است. برای حل معضل انرژی در این گلخانه ها، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان یک منبع انرژی دائمی در سال های اخیر توسط دانشمندان پیشنهاد شده است. در این میان، فتوولتاییک به دلیل ویژگی های بارز، تناسب و سازگاری بسیار خوب با محیط های کشاورزی و همچنین سازه گلخانه، به عنوان یک منبع انرژی دائمی و کارا توسط محققان زیادی بررسی شده است. نتایج تحقیقات نشان داده است که برای توسعه پوشش های فتوولتاییکی مخصوص گلخانه علاوه بر بازده فتوولتاییکی مناسب، داشتن شفافیت در محدوده مرئی برای رشد گیاه در گلخانه ضروری است. یکی از فن آوری های قابل که ضمن داشتن شفافیت، می تواند به عنوان یک پوشش شفاف فتوولتاییکی مخصوص گلخانه استفاده شود، متمرکز کننده های خورشیدی لومینسانسی (LSC) است. این ابزار فتوولتاییکی دارای چند جزء است که موجبر یکی از اجزاء بسیار مهم آن می باشد و بهینه سازی آن از طریق پارامترهای فیزیکی مانند فاکتور هندسی و ضریب شکست نوری می تواند عملکرد LSC را بهبود ببخشد. بر همین اساس، در این پژوهش با در نظر گرفتن معیارهای یک پوشش گلخانه ای و یک پنل فتوولتاییکی، به بررسی دو موجبر از جنس شیشه و PMMA در ساخت LSCها برای بررسی اثر فاکتور هندسی و ضریب شکست نوری و تاثیر آنها در بازده نوری و بازده کلی LSCها پرداخته شد. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت موجبر از ۴ به ۶ میلیمتر که موجب کاهش مقدار فاکتور هندسی آن می شود و همچنین استفاده از موجبر با جنس PMMA در مقایسه با شیشه، که علاوه بر داشتن استحکام و شفافیت در ناحیه مرئی دارای ضریب شکست بالاتری (۴۶/۱) است، می تواند به ترتیب باعث افزایش PCE و بازده نوری LSC از % ۳۳/ به ۱% و % ۹۸/۰ به % ۲۷/۴ شود.

Keywords:

غذا , گلخانه های نوین , فتوولتاییک , متمرکز کننده های خورشیدی لومینسانسی , موجبر