26793

طراحي سامانه فتوولتائيك حرارتي سبك و كارآمد با استفاده از مبدل حرارتي رول باند و بررسي تجربي آن

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم‌هاي انرژي- انرژي و محيط ‌زيست

1398

1401/3/16

روح الله احمدي

فناوري‌هاي نوين

با توجه به افزايش سهم انرژي هاي تجديدپذير و به ويژه خورشيدي در دنيا و همچنين روند سريع تحول در تكنولوژي هاي استحصال انرژي هاي تجديدپذير، لازم است ايران در دستيابي به تكنولوژي هاي به روز در زمينه ي انرژي هاي پاك به درستي گام بردارد. يكي از معايب سامانه هاي فتوولتاييك كاهش راندمان سلول هاي خورشيدي به سبب افزايش دماي سلول در محيط هاي گرم و در تابش هاي بالاست. به منظور رفع اين نقص، خنك كاري صفحات خورشيدي توسط دانشمندان طي ساليان اخير آغاز شده است. تكنولوژي كه به اين مقوله مي پردازد تحت عنوان سامانه فتوولتاييك-حرارتي شناخته شده است. در زمينه PVT، فعاليت هاي تحقيقاتي زيادي انجام شده است و شيوه هاي مختلف براي كاهش دماي سلول خورشيدي به كار رفته شده است. در زمينه برداشت حرارت مازاد و استفاده آن نيز تلاش هايي صورت گرفته است. سيستم هاي تركيبي PVT ،تابش خورشيدي را به طور همزمان تبديل به انرژي الكتريكي و حرارتي مي كنند. طرح اصلي اين سيستم ها شامل كلكتور خورشيدي همراه با سطح صفحه اي است كه مجهز به سلول هاي PV است. سلول هاي PV بخشي از نور خورشيد را جذب مي كنند، قسمتي از آن به برق تبديل و بخش ديگر آن از طريق كلكتور به سيال خنك كننده منتقل ميشود. از اين سيال گرم مي توان در كاربردهاي گرماي كم يا متوسط مانند گرمايش فضا، آب گرم خانگي، خشك كردن و غيره استفاده كرد. بازده سيستم تركيبي PVT به عواملي از قبيل نوع سيال خنك كننده، ابعاد سيستم، نوع PV مورد استفاده، همچنين فاكتورهاي عملياتي از جمله نرخ جريان سيال، نوع كاربرد مورد استفاده و شرايط آب و هوا بستگي دارد. هدف از اين پروژه طراحي و بهينه سازي سيستم PVT با بهره گيري از مبدل حرارتي نوع رول باند در تابش و دبي هاي متفاوت است. به اين منظور طرحي نوآورانه از هندسه ي رول باند استفاده گرديده است و در پايان بهترين پيكربندي كانال رول باند از لحاظ راندمان حرارتي، الكتريكي و كلي معرفي شده است. همچنين به منظور راستي آزمايي شبيه سازي، سيستم PVT در شرايط آزمايشگاهي مورد بررسي و نتايج تجربي و عددي بايكديگر مقايسه شده است.

1401/04/20

Design and experimental investigation of a light-efficient thermal photovoltaic system with roll-bond heat exchanger

6/6/2023 12:00:00 AM

Energy demand is increasing rapidly all over the world as a result of population explosion and industrialization. Fossil fuel usage has caused serious challenges to the world due to releasing toxic gases, thus to help the environment and pollution reduction renewable energies have become part of the world's total energy consumption. Renewable energy resources include solar energy, wind energy, hydropower, geothermal energy, and so on. The usage and development of solar energy are more optimistic than other sources because of its availability during the day. The thermal photovoltaic hybrid system is one of the solar energy technologies. Generating electricity and heat simultaneously is the advantage of the PVT system among other solar energy harvesting technology. It is well-known that having better heat transfer between the fluid collector, is related to the design configuration of the collector, so thermal management in PVT collectors is indispensable. In this report, the effects of RB geometrical parameters (as cooling equipment) on PVT temperature, electrical efficiency, thermal efficiency, and total system efficiency will be studied, several scenarios were simulated to optimize the RB geometry and finally, thermal modeling of PVT systems and the influence of design parameters on PVT systems will be argued.

فتوولتاييك , فتوولتاييك حرارتي , رول باند , راندمان

Photovoltaic , photovoltaic-thermal , roll bond , efficiency

Zahra Zarei

Dr. Roohollah Ahmadi