دانشمندان دانشگاه موناش مالزی بررسی کرده اند که چگونه می‌توان از مشتقات گرافنی برای کاهش دمای عملیاتی پانل‌های خورشیدی استفاده کرد.
برای خنک‌کردن پنل‌های خورشیدی چه راهبردهایی وجود دارد؟
گرافن برای خنک کردن PV می‌تواند به صورت‌های مختلف استفاده شود. به عنوان مثال، می‌توان از آن به عنوان یک پوشش جذب‌کننده انتخابی استفاده کرد یا به عنوان افزودنی در نانوسیال‌ها قابل استفاده است. نانوذرات گرافنی همچنین می‌توانند به مواد رابط حرارتی (TIMS) یا مواد تغییردهنده فاز (PCMS) مورد استفاده برای خنک کننده ماژول خورشیدی اضافه شوند.
این گروه تمام فناوری‌های گرافنی اعمال شده به PV را به دو دسته تقسیم کردند: خنک کننده منفعل و فعال.
دسته اول به دو بخش پیش از تابش و بعد از تابش تقسیم می‌شوند. حالت پس ازتابش، شامل تمام روش هایی است که از یک گیرنده گرما برای از بین بردن گرمای ایجاد شده در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌کنند، در حالی که در پیش از تابش، رویکردهایی به کار گرفته می‌شوند که قبل از رسیدن نور به سلول‌های PV، طیف نور خورشید تجزیه می‌شود.
برای حالت خنک‌سازی پیش از تابش، انواع فیلترهای تراکم خنثی پوشش داده شده با گرافن (GCND) به کار می‌روند که به عنوان پوشش جذبی انتخابی اقدام به جذب نور خورشید می‌کنند.
محققان می‌گویند: «استفاده از فیلتر GCND به عنوان یک روش خنک‌کننده منفعل قبل از تابش، به ویژه در سیستم‌های خنک کننده CPV بسیار سودمند است. این روش خنک‌سازی، میزان تابش قبل از رسیدن به پانل PV کاهش می‌یابد، بنابراین میزان گرمای تولید شده در پانل PV کم می‌شود.»
البته به دلیل هزینه‌های بالای آن‌ها، از فیلترهای GCND فقط برای برنامه‌های داخلی در مقیاس کوچک استفاده می‌کنند.
به گفته محققان، به جای پوشش گرافنی در کل بستر، تمرکز پوشش گرافن به طور خاص در منطقه نقطه کانونی می‌تواند به کاهش هزینه‌های پوشش کمک کند.
در مورد خنک‌سازی پیش از تابش، گرافن به TIM و PCM اضافه می‌شود که این کار مزیت‌ها و مشکلات خاص خود را دارد. البته هنوز هیچ پاسخ دقیقی وجود ندارد که مشخص کند TIM و PCM کدام بهتر از دیگری است.
خنک‌کننده فعال شامل تمام روش‌های مبتنی بر نانوسیال‌های گرافنی است. این راهبرد، مانند همه روش‌های خنک کننده فعال، نیاز به ساخت پمپ و لوله برای گردش نانوسیال در اطراف ماژول‌ها دارند، که دانشمندان گفتند هزینه‌های تولید را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.
محققان گفتند: « استفاده از نانوفلوئید گرافنی پرهزینه و پیچیده است که مانع از اتخاذ نانوفلوئید گرافنی در بخش صنعت می‌شود.»
این گروه اذعان داشتند که برای کاهش هزینه‌ها و بهبود راندمان خنک‌کننده، تحقیقات بیشتری لازم خواهد بود.
