شماره ركورد
34289
پديد آورنده
رادمان محمدي سامان كند
عنوان
طراحي و شبيهسازي سامانه توليد توان تركيبي شامل سلولهاي فتوولتائيك و ماژولهاي ترموالكتريك با قابليت به كارگيري در صنعت حملونقل برقي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي خودرو - گرايش قواي محركه نوين
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/07
استاد راهنما
دكتر غلامرضا مولائي منش
استاد مشاور
دكتر سعيد رحمانيان
دانشكده
خودرو- آموزش الكترونيكي
چكيده
افزايش تقاضا براي راهحلهاي انرژي پايدار در بخش حملونقل الكتريكي، توسعه سيستمهاي توليد برق خورشيدي كارآمد را ضروري ميسازد. يكي از روشهاي استفاده از انرژي خورشيدي در صنعت حملونقل برقي، توسعه خودروهاي برقي مجهز به پنلهاي خورشيدي بر روي سقف و بعضاً ساير بخشهاي بدنه خودرو ميباشد كه به عنوان خودروهاي خورشيديار شناخته ميشوند و امروزه توليد چنين خودروهايي مورد توجه خودروسازان بزرگ بينالمللي ميباشد. اين مطالعه به منظور افزايش برداشت انرژي خورشيدي در وسايل نقليه يكپارچه شده با پنلهاي فتوولتائيك، يك سيستم توليد توان تركيبي فتوولتائيك-ترموالكتريك را با يك استراتژي نوآورانه مديريت حرارتي هيبريدي، شامل مواد تغييرفازدهنده و خنككننده فعال آب ارائه ميدهد. هشت پيكربندي مختلف از سيستمهاي فتوولتائيك-ترموالكتريك، شامل روشهاي متفاوت خنككننده كه برخي بدون نياز به انرژي اضافي، برخي با استفاده از انرژي و تجهيزات، و برخي بهصورت تركيبي از هر دو روش بهصورت هوشمند و خودكار تنظيم ميشوند، تحت سطوح مختلف تابش خورشيدي متوسط و شديد (500 و 1000 وات بر متر مربع) و ضرايب عملكرد سيستم تبريد آب متفاوت ارزيابي شدند. شبيهسازيهاي ديناميك سيالات محاسباتي با استفاده از شبيه ساز انسيس فلوئنت طراحي و مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان ميدهد كه ادغام ماده تغييرفازدهنده در سيستم فتوولتائيك-ترموالكتريك به طور قابل توجهي دماي عملياتي را تثبيت ميكند و توليد توان خالص را تا 5/4% در طول پنج ساعت تابش شديد و 4/2% در تابش متوسط در مقايسه با سيستم فتوولتائيك مستقل بهبود ميبخشد. خنكسازي فعال با صفحات سرد در تابش شديد، بالاترين افزايش توان توليدي را به كمك سيستم سرمايشي بهينه به همراه دارد و تا 16/7% افزايش توان را به همراه دارد. نكته قابل توجه اين است كه سيستم هيبريدي كنترلشده كه تركيبي از ماده تغييرفازدهنده و خنكسازي فعال است، پايداري بهتري را با كاهش وابستگي به ضريب عملكرد سيستم سرمايشي نشان ميدهد و با فعال كردن متناوب خنكسازي آب، پس از ذوب ماده تغييرفازدهنده و غيرفعال كردن آن پس از انجماد ماده تغييرفازدهنده، مصرف انرژي را بهينه ميكند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/06
عنوان به انگليسي
Design and Simulation of a Hybrid Power Generation System Comprising Photovoltaic Cells and Thermoelectric Modules for Application in Electric Transportation industry
تاريخ بهره برداري
9/29/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رادمان محمدي سامان كند
چكيده به لاتين
The growing demand for sustainable energy solutions in the electric transportation sector necessitates the development of efficient solar power generation systems. One approach to utilizing solar energy in the electric transportation industry involves the development of electric vehicles equipped with photovoltaic panels on their roofs and, in some cases, other body sections. These are known as solar-assisted electric vehicles, and their production is currently a focus for major international automakers. This study presents a hybrid photovoltaic-thermoelectric power generation system featuring an innovative hybrid thermal management strategy, incorporating phase change materials and an active water-cooling system, to enhance solar energy harvesting in vehicles equipped with photovoltaic panels. Eight different configurations of photovoltaic-thermoelectric systems, involving various cooling methods, were evaluated. These configurations included methods that required no additional energy, methods that utilized energy and equipment, and hybrid methods that intelligently and automatically regulated a combination of both. The systems were assessed under different levels of solar irradiation, moderate and intense (500 and 1000 W/m²), and with varying coefficients of performance for the water refrigeration system. Computational fluid dynamics simulations were designed and analyzed using ANSYS Fluent. The results demonstrate that integrating phase change materials into the photovoltaic-thermoelectric system significantly stabilizes the operating temperature and enhances net power output by up to 5.4% over five hours under intense irradiation and 4.2% under moderate irradiation compared to a standalone photovoltaic system. Active cooling with cold plates under intense irradiation yields the highest power output improvement with an optimized cooling system, achieving up to 16.7% increase in power generation. Notably, the controlled hybrid system, which combines phase change materials and active cooling, exhibits improved stability with reduced dependency on the cooling system’s coefficient of performance. It optimizes energy consumption by alternately activating water cooling after the phase change materials melt and deactivating it after the phase change materials solidify.
كليدواژه هاي فارسي
سيستم فتوولتائيك يكپارچه شده با خودرو , مديريت حرارتي هيبريدي , سيستم هيبريدي فتوولتائيك-ترموالكتريك , مواد تغييرفازدهنده , حملونقل برقي
كليدواژه هاي لاتين
Vehicle-integrated photovoltaic (VIPV) , hybrid thermal management , photovoltaic-thermoelectric hybrid system , phase change materials (PCMs) , Electric transportation
Author
Radman Mohamadi Saman Kand
SuperVisor
Dr. Gholam Reza Molaeimanesh