การพัฒนาและการประยุกต์ใช้ตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์

Sep 02, 2025 ฝากข้อความ

ตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับการวิจัยมากที่สุดทั้งในประเทศและต่างประเทศเป็นตู้เย็นที่ใช้งานได้จริงมากที่สุด อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับตู้เย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงจำกัดอยู่เพียงทฤษฎีพื้นฐานและการพัฒนาต้นแบบเชิงทดลอง

โดยทั่วไปแล้วตู้เย็นดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้ตู้เย็นธรรมดาที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ภายนอก การวิจัยมุ่งเน้นไปที่ลักษณะการชาร์จและการคายประจุของเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากการพิจารณาคุณลักษณะเซลล์แสงอาทิตย์ของคอมเพรสเซอร์ตู้เย็นอย่างจำกัด จึงขาดการวิจัยที่ไม่สมบูรณ์เกี่ยวกับความเข้ากันได้ของส่วนประกอบต่างๆ ในตู้เย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดูดซับความร้อนจากแสงอาทิตย์ก็ต่ำมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบยังไม่สามารถเทียบเคียงได้กับตู้เย็นทั่วไป และต้นทุนก็สูงขึ้นอย่างมาก ในส่วนของตู้เย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพของ-คู่สารทำความเย็นที่ใช้สารทำความเย็น การแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น วิธีเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของเบดดูดซับ การจัดการกับความสัมพันธ์ระหว่างการรวบรวมความร้อนในเวลากลางวันและการกระจายความร้อนในเวลากลางคืนระหว่างเบดดูดซับกับตัวสะสมอย่างมีประสิทธิภาพ และการจัดเก็บความสามารถในการทำความเย็นในเวลากลางคืนอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานในเวลากลางวันถือเป็นสิ่งสำคัญ เทคโนโลยีสำคัญที่ต้องพัฒนาเพิ่มเติมอย่างเร่งด่วนในการใช้ตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์มีดังนี้
1. เทคโนโลยีเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง-
ตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อน มีบทบาทสำคัญในระบบตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพและราคาส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความอยู่รอดทางเศรษฐกิจของตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงโครงสร้างตัวดูดซับและตัวรวมความเข้มข้นเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่การวิจัยน้อยชิ้นมุ่งเน้นไปที่ลักษณะพื้นฐานของการดูดซับความร้อนของตัวสะสม การดูดซับความร้อนจะสะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติทางแสงของวัสดุ โดยเฉพาะความสามารถในการดูดซับแสงภายในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ ดังนั้นผู้เขียนจึงเชื่อว่าการพัฒนาวัสดุดูดซับและการเคลือบพื้นผิวจะเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวสะสมตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ ยังมีพื้นที่อีกมากสำหรับการปรับปรุงและพัฒนาทางเทคนิค เช่น การเคลือบผิวตัวดูดซับด้วยค่าการดูดซับสเปกตรัมสูงเพื่อเพิ่มการรวบรวมพลังงานรังสีจากแสงอาทิตย์ให้สูงสุด หรือการเลือกวัสดุพื้นผิวตัวดูดซับตามลักษณะการแผ่รังสีเพื่อให้ได้ค่าการดูดซับสเปกตรัมใกล้เคียง 1 ภายในช่วงความยาวคลื่น 0.3-3μm. 2. เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ
เพื่อเอาชนะธรรมชาติชั่วคราวของพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งอาจนำไปสู่การทำงานของตู้เย็นที่ไม่สอดคล้องกันทั้งกลางวันและกลางคืน ควรรวมอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่เหมาะสมในการออกแบบระบบ อุปกรณ์นี้สามารถกักเก็บพลังงานบางส่วนที่สร้างขึ้นในระหว่างวันเพื่อใช้ในเวลากลางคืนหรือวันที่ฝนตก ทำให้ได้ความเย็นตลอดทั้งวันอย่างแท้จริง- และประสิทธิภาพเช่นเดียวกับตู้เย็นทั่วไป ในปัจจุบัน การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จากแสงอาทิตย์มีสามประเภทหลัก: ตัวเก็บประจุ แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ และแบตเตอรี่โพแทสเซียม-ไอออน เทคโนโลยีการใช้งานสำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ค่อนข้างจะสมบูรณ์ แต่ความจุของแบตเตอรี่ค่อนข้างจำกัด การปรับปรุงความจุของแบตเตอรี่เหล่านี้ยังคงเป็นงานวิจัยในอนาคต

เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานที่ใช้อยู่ในปัจจุบันและอยู่ระหว่างการวิจัยในตู้เย็นดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ผลกระทบความร้อนสัมผัสและความร้อนแฝงของการเปลี่ยนเฟสของตัวกลางทำงานหรือความร้อนของปฏิกิริยาระหว่างปฏิกิริยาเคมีเป็นหลักเพื่อกักเก็บพลังงาน เนื่องจากเทคโนโลยีการเก็บความร้อนแฝงใช้คุณสมบัติของสสารในการดูดซับหรือปล่อยความร้อนระหว่างการเปลี่ยนเฟสเพื่อกักเก็บหรือปล่อยพลังงาน คล้ายกับหลักการทำความเย็นแบบดูดซับ การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีกักเก็บความร้อนแฝงจึงมีความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับการจัดเก็บพลังงานในตู้เย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานของตู้เย็นทำความเย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องพัฒนาจากการศึกษาลักษณะของสารทำงานไปยังทั้งระบบ และปรับปรุงโครงสร้างของอุปกรณ์ทำความเย็นแบบดูดซับเพิ่มเติม