مقایسه تئوری عملکرد حرارتی و الکتریکی 8 مدل کلکتور فتوولتائیک-حرارتی نوع ورق و لوله برای سیال آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

چکیده

هدف از این مقاله، مقایسه عملکرد الکتریکی و حرارتی طرح‌های مختلفی از کلکتور ترکیبی فتوولتائیک-حرارتی(PV/T) است. مزیت مهم کلکتورهای فتوولتائیک-حرارتی نسبت به مدول‌های فتوولتائیک مرسوم، کاهش دمای مدول و افزایش راندمان تولید الکتریسیته آن است. از طرفی استفاده از این روش منجر به تولید حرارت و الکتریسیته در یک دستگاه و در نتیجه کاهش سطح مورد نیاز برای نصب کلکتور و مدول می‌شود. در تحقیق حاضر راندمان الکتریکی و حرارتی چند طرح متفاوت از یک کلکتور ترکیبی فتوولتائیک-حرارتی که از آب برای خنک کردن آن استفاده شده مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی و تعیین اثرات پارامترهای هندسی بر عملکرد کلکتور ترکیبی فتوولتائیک-حرارتی، مدل‌سازی حرارتی مدول فتوولتائیک و هشت طرح متفاوت از کلکتور PV/T نوع ورق و لوله با طرح های لوله مارپیچی (مقطع گرد) و لوله موازی (مقاطع گرد، مربعی و مستطیلی) به صورت تئوری و به کمک نرم افزار متلب انجام شده است. بر طبق نتایج حاصله، طرح ورق و لوله با مقطع گرد کمترین و مقطع مستطیلی دارای بیشترین راندمان حرارتی و کل است. همچنین وجود پوشش شیشه‌ای سبب کاهش راندمان الکتریکی و افزایش راندمان حرارتی و انرژی حرارتی کل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Theoretical Comparison of Thermal and Electrical Performance 8 Models of Sheet and Tube Type Solar PV/T Water Collector

نویسندگان [English]

  • Farzad Jafarkazemi 1
  • Seyed Amir Behmounesi 2
1 Faculty Member, South Tehran Branch, Islamic Azad University
2 Department of mechanical eng,. South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

It is the aim of this paper is to compare the electrical and thermal performance of different designs of hybrid photovoltaic - thermal (PV/T) collectors. The main advantage of photovoltaic - thermal collectors in comparison to common photovoltaic modules is decreased cell temperature and associated increase in their electrical efficiency. In addition, the combination of photovoltaic module and solar thermal collector makes it possible to produce both heat and electricity in a single device and reduces the area required for collector and module installation. In this research, electrical and thermal efficiency of different designs of photovoltaic - thermal collectors are investigated. The heat transfer fluid considered for heat dissipation is water. A theoretical analysis of eight types of different photovoltaic - thermal collectors, including sheet and tube with spiral (round section) and parallel tube (round, square and rectangular) designs was implemented based on thermal modeling. These include collectors with different flow path and different cross section geometries. According to the results, sheet and tube design with a round channel and rectangular channel cross section have minimum and maximum thermal and total efficiency, respectivley. Also, PV/T glass cover reduces the electrical efficiency and increases the thermal efficiency and total thermal energy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solar collector
  • photovoltaic/thermal collector
  • PV/T
  • Solar Energy