نام پژوهشگر: وحید خوشدل

طراحی و بهینه سازی نانوآنتن مورد استفاده در سلول خورشیدی رکتنی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  وحید خوشدل   مهرداد شکوه صارمی

تقاضا برای استفاده از تکنولوژی های جمع آوری انرژی خورشیدی به شکل روز افزونی در حال افزایش است. یکی از این تکنولوژی ها، سلول های خورشیدی هستند که از آنها برای جمع آوری انرژی خو رشیدی و تولید الکتریسیته استفاده می شود. از اصلی ترین معایب این تکنولوژی ، راندمان پایین و وابستگی شدید آن به نور روز و تغییرات شرایط آب و هوایی است. علاوه بر این، آنها به یک سیستم مکانیکی رد یاب خورشیدی جهت افزایش راندمان خود نیاز دارند. طی سالیان اخیر اقدامات جدی برای جایگزینی پنل های خورشیدی فتوولتاییک با نانوآنتن های نوری برای غلبه بر معایب سلول های خورشیدی فعلی صورت گرفته است. ایده ی جمع آوری انرژی خورشیدی و تشعشعات زمینی با استفاده از نانوآنتن ها بر این اساس است که هنگامی که موج الکترومغناطیسی خورشیدی به یک نانوآنتن برخورد می کند، یک جریان متغیر با زمان بر روی سطح نانوآنتن ایجاد شده و در نتیجه ولتاژی در محل تغذیه ی آن تولید می شود، از این رو با جایگذاری یکسوسازی مناسب در محل تغذیه ی نانوآنتن توان dcمطلوب تولید می گردد. به این گونه سیستم های جمع آوری انرژی خورشیدی که شامل یک آنتن و یک یکسوساز است، رکتن می گویند. با توجه به فراهم بودن فناوری لازم برای ساخت ساختارهای با ابعاد نانو، امروزه امکان ساخت نانوآنتن ها امکان پذیر شده است. از آنجایی که راندمان سلول خورشیدی رکتنی در جمع آوری انرژی خورشیدی به ابعاد نانوآنتن و جنس هادی به کار رفته در آن بستگی دارد، ما قصد طراحی و بهینه سازی نانوآنتن مورد استفاده در قسمت آنتنی سیستم رکتن خورشیدی را داریم. در این پایان نامه نانوآنتن های طراحی شده که بر روی یک زیرلایه ی شیشه ای با ابعاد مشخص قرار دارند به دو صورت تک المان و آرایه ای مورد بررسی قرار گرفته اند و نمودارهای میدان الکتریکی و ولتاژ بر حسب فرکانس در محل شکاف تغذیه ی نانوآنتن ها محاسبه گردیده است. با توجه به نتایج به دست آمده میدان الکتریکی دریافت شده در محل شکاف تغذیه ی نانوآنتن تک المان مارپیچی مربعی و نانوآنتن آرایه ای پاپیونی چهارتایی از جنس نقره و تحت زاویه ی تابش صفر درجه از همه بزرگتر است و لذا از عملکرد بهتری جهت استفاده در قسمت آنتنی سیستم سلول خورشیدی رکتنی برخوردا ر هستند.