بررسی عملکرد حرارتی خشک‌کن خورشیدی گلخانه‌ای مجهز به سلول‌های فتوولتائیک و ماده تغییرفازدهنده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 مدیر گروه مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک دانشگاه سیستان و بلوچستان

3 دانشگاه بیرجند

4 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، ایران

چکیده

هدف پژوهش حاضر بررسی عملکرد حرارتی سیستم خشک‌کن خورشیدی گلخانه‌ای مجهز به سلول‌های فتوولتائیک و ماده تغییرفازدهنده می‌باشد. معادلات حاکم بر مسئله توسط نوشتن تعادل انرژی برای اجزا مختلف سیستم شامل مدول فتوولتائیک، هوای محفظه گلخانه‌ای، محصول، صفحه جاذب و ماده تغییرفازدهنده به دست آمده است. از یک مدل تجربی برای محاسبه توان الکتریکی مدول فتوولتائیک استفاده شده است. به منظور محاسبه پارامتر‌های حرارتی و الکتریکی سیستم شامل دمای سلول خورشیدی، دمای هوای محفظه گلخانه‌ای، دمای محصول، دمای ماده تغییرفازدهنده، دمای صفحه جاذب و توان الکتریکی، معادلات حاکم بر عملکرد سیستم توسط روش‌های عددی حل شده است. همچنین رابطه‌ای برای بازده کلی انرژی سیستم معرفی شده است. نتایج مدل‌سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های تجربی گذشتگان می‌باشد. نتایج به دست آمده برای یک روز نمونه شهر زاهدان نشان می‌دهد که ماده تغییرفازدهنده با ذخیره حرارت اتلافی سیستم در طول روز و با پس دادن آن در طول شب امکان ادامه فرایند خشک کردن محصول در شب هنگام به خوبی فراهم می‌آورد به نحوی که میزان تبخیر کلی در حدود 38.76% افزایش می‌یابد. حداکثر بازده انرژی سیستم در حدود 15% است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Thermal performance evaluation of a greenhouse solar dryer equipped with photovoltaic cells and phase change material

نویسندگان [English]

  • Vahid Fahmideh 1
  • Faramarz Sarhaddi 2
  • Mahdi Hedayatizadeh 3
  • Fatemeh Sobhnamayan 4
1 Department of Mechanical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Head of Department of Mechanical Engineering Research Laboratory of Renewable Energies and Electromagnetic Fluids, Department of Mechanical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 University of Birjand
4 Department of Mechanical Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده [English]

The purpose of the present study is to investigate the performance evaluation of a greenhouse solar dryer equipped with photovoltaic cells and phase change material. The governing equations of problem is obtaind by writing the energy balance for the various component of the system including photovoltaic module, greenhouse chamber air, crop, absorber plate and phase change material. An empirical model is used to calculate the electrical power of photovoltaic module. In order to calculate the thermal and electrical parameters of the system including photovoltaic cells temperature, the temperature of greenhouse chamber air, crop temperature, phase change material temperature, absorber plate temperature and electrical power, the governing equations on the system performance is solved by numerical methods. Also, a relation for the overall energy efficiency of the system is introduced. The modeling results of the present study is in good agreement with the experimental data of the previous literature. The results obtained for the sample day of Zahedan show that the phase change material by storing the system loss heat during the day and releasing it at night enables the crop drying process to continue well into the night, so that the overall evaporation rate increases by about 38.76%. The maximum energy efficiency of the system is about 15%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Greenhouse solar dryer
  • Photovoltaic cell
  • Phase change material
  • Energy Efficiency