طراحی و ساخت یخچال خورشیدی با استفاده از المان سردکننده ترموالکتریک

رجایی, معراج; جلالی, مینا

doi:10.22034/jrenew.2026.240972

طراحی و ساخت یخچال خورشیدی با استفاده از المان سردکننده ترموالکتریک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

معراج رجایی ¹

مینا جلالی ²

¹ گروه مهندسی برق دانشگاه ملی مهارت، تهران ایران

² دانشکده فیزیک و مهندسی انرژی،دانشگاه صنعتی امیرکبیر،تهران،ایران

https://doi.org/10.22034/jrenew.2026.240972

چکیده

در عصر حاضر، با افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی و توجه به منابع پاک، انرژی خورشیدی به عنوان راه حلی پایدار مطرح شده است. این مقاله به طراحی و ساخت یک یخچال خورشیدی قابل حمل می‌پردازد که با استفاده از پنل‌های خورشیدی و المان‌های ترموالکتریک، امکان سرمایش را در شرایط دور از دسترس برق شهری فراهم می‌کند. المان‌های ترموالکتریک، با بهره‌گیری از اثر پلتیر، گرما را از یک طرف به طرف دیگر منتقل کرده و امکان سرمایش بدون نیاز به کمپرسور را فراهم می‌آورند. این ویژگی، یخچال‌های خورشیدی را به گزینه‌ای ایده‌آل برای مناطق دورافتاده و شرایط اضطراری تبدیل می‌کند.

یخچال طراحی شده، با بدنه مقاوم از جنس ورق گالوانیزه، قابلیت حمل آسان و عملکرد سرمایشی مطلوب، می‌تواند دمای محیطی 28 درجه سانتیگراد را تا 6 درجه سانتیگراد کاهش دهد. این امر، امکان نگهداری مواد غذایی و دارویی حساس به دما را در شرایط مختلف فراهم می‌کند.

آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که این یخچال خورشیدی، با عملکرد قابل قبول و کارایی مناسب، می‌تواند به عنوان یک راه حل پایدار و قابل اعتماد در شرایط گوناگون مورد استفاده قرار گیرد. کاربردهای احتمالی این یخچال، شامل استفاده در سفرهای کمپینگ، مناطق دورافتاده، حمل و نقل مواد غذایی و دارویی، و مواقع اضطراری است. با توجه به پیشرفت‌های روزافزون در فناوری‌های مرتبط با انرژی خورشیدی و المان‌های ترموالکتریک، انتظار می‌رود که یخچال‌های خورشیدی، نقش مهمی در تامین نیازهای سرمایشی در آینده ایفا کنند.

کلیدواژه‌ها

المان سرد کننده

یخچال خورشیدی

ترموالکتریک

یخچال

موضوعات

انرژی خورشیدی

6- مراجع

[1] McQuiston FC, Parker JD, Spitler JD, Taherian H. Heating, ventilating, and air conditioning: analysis and design, p. 41, Pondicherry: Wiley, 2023.

[2] Kanoğlu, M., Çengel, Y.A., Dinçer, İ. Efficiencies of Refrigeration Systems, pp. 95-132, New York: Springer, 2012.

[3] What is the refrigeration cycle? Understanding its types and how it works, Accessed August 2023; https://farasard.com/refrigeration-cycle/

[4] Nikbakhti R, Wang X, Hussein AK, Iranmanesh A., Absorption cooling systems–Review of various techniques for energy performance enhancement, Alexandria Engineering Journal, Vol. 59, No. 2, pp. 707-738, 2020.

[5] Yan Q, Kanatzidis MG, High-performance thermoelectrics and challenges for practical devices, Nature materials, Vol. 21, No. 5, pp. 503-13, 2022.

[6] Shi XL, Zou J, Chen ZG., Advanced thermoelectric design: from materials and structures to devices, Chemical reviews, Vol. 120, No. 15, pp. 7399-515, 2020.{Carey, 1998 #8}

[7] Tohidi F, Holagh SG, Chitsaz A, Thermoelectric Generators: A comprehensive review of characteristics and applications, Applied Thermal Engineering. Vol. 201, p. 117793, 2020.

[8] Alam N, Ali MS, Sajid S, Sharma D, Hasan Z, Experimental investigation and analysis of cooling performance of solar thermoelectric refrigerator. Solar energy, Vol. 263, p. 111892, 2023.

[9] Nohay JA, De Belen JK, Claros JV, Lupo RB, Barrato AB, Cruz JC, Amado TM, Manuel MC, Design and fabrication of a portable solar powered thermoelectric refrigerator for insulin storage, 11th IEEE Control and System Graduate Research Colloquium (ICSGRC), Malaysia, pp. 150-154, 2020.

[10] Sasidharan M, Mohd Sabri MF, Wan Muhammad Hatta SF, Ibrahim S., A review on the progress and development of thermoelectric air conditioning system. International Journal of Green Energy, Vol. 21, No. 2, pp. 283-99, 2024.

[11] Arjun KG, Pruthviraj BG, Chethan KY, Rashmi P., Design and implementation of peltier based solar powered portable refrigeration unit. 2nd IEEE International Conference on Recent Trends in Electronics, Information & Communication Technology (RTEICT), India: IEEE, pp. 1971-1974, 2017.

[12] Tsado J, Mahmood MK, Raji AG, Usman AU, Jiya IN., Solar powered DC refrigerator with a monitoring and control system. In2018 IEEE PES/IAS PowerAfrica, South Africa: pp. 591-594, 2018.

[13] Karanian SE, Farhadi P, Gholampour M, Design, construction and evaluation of a solar refrigerator with TEC cooling element technology, Journal of Energy Engineering Management, Vol. 10, No. 1, pp. 112-121, 2020. (in Persion)

[14] Yusof YW, Kassim M, Shuhaimi WA. Design and Analysis of Portable Solar Powered Refrigerator Unit. In2022 IEEE International Conference on Artificial Intelligence in Engineering and Technology (IICAIET), Malaysia: IEEE, pp. 1-6, 2022.

[15] Mak SH, Mei J, Cheng X, Cheng KE. Solar electric refrigerator truck development program. 7th International Conference on Power Electronics Systems and Applications-Smart Mobility, Power Transfer & Security (PESA), China: IEEE, pp. 1-4, 2017.

[16] Rajaee M, Challasi K, Experimental study of the effect of pollution deposit on photovoltaic panels in open space, Journal of Renewable and New Energy, Vol. 8, No. 15, pp. 13-20, 2020.

[17] Wang D, Qi T, Liu Y, Wang Y, Fan J, Wang Y, Du H, A method for evaluating both shading and power generation effects of rooftop solar PV panels for different climate zones of China. Solar Energy, Vol. 205, No. 1, pp. 432-45, 2020.

[18] Ostadzad AH, Solar energy and sustainable economic development in Iran, Journal of Renewable and New Energies, Vol. 11, No. 2, pp. 128-137, 2024. (in Persion)

[19] Lubitz WD. Effect of manual tilt adjustments on incident irradiance on fixed and tracking solar panels. Applied energy, Vol. 88, No. 5, pp. 1710-9, 2011.

[20] Rajaee M, Jalali M. Analysis and implementation of the solar tree by determining the optimal angle in Shiraz-Iran. Journal of Computational & Applied Research in Mechanical Engineering (JCARME). Vol. 12, No. 1, pp. 95-107, 2022.

[21] Rajaee M, Jalali M. Construction and analysis of smart solar bench with the optimal angle in four central cities of Iran. Journal of Solar Energy Research. Vol. 8, No. 1, pp. 1345-56, 2023.

[21] Biswas O, Kandasamy P. Development and experimental investigation of portable solar-powered thermoelectric cooler for preservation of perishable foods. International Journal of Renewable Energy Research, Vol. 30, No. 11, pp.1292-303. 2021.