Increasing Total Output Efficiency of The Photovoltaic Module by Using Photovoltaic - Thermal Collector

محورهای موضوعی : Smart & Advanced Materials

سید امیر به مونسی ¹ (گروه مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/12/18 تاریخ پذیرش : 1399/12/18 تاریخ انتشار : 1399/06/11

کلید واژه: Solar Energy, Photovoltaic - Thermal Collector, PV/T, Photovoltaic Module, Solar Electricity,

چکیده مقاله :

solar radiation increases the surface temperature of the photovoltaic module (PV). This increase in temperature reduces the electrical efficiency and useful life of photovoltaic cells. One way to reduce the temperature of photovoltaic modules is to reduce the surface temperature of the module by circulating fluids such as water or air. Devices that operate on this basis are called combined photovoltaic - thermal collectors (PV/T). Combined photovoltaic-thermal collectors are usually made by integrating a photovoltaic module and a heat collector to prevent direct contact of the coolant fluid with the module surface. The heat absorber is very important due to the heat dissipation from the module surface to the fluid, so the thermal and electrical performance of a PV/T collector depends on the proper design of the absorber. In this research, first the classification and different structures of PV/T collectors were investigated. Then, thermal and electrical efficiency of nine practical of PV/T collector were theoretically compared with each other. Then the electrical efficiency of sheet and tube type of PV/T collector was tested by sample PV module. According to the results of this study, if the inlet fluid temperature is low, the PV/T collector will have a higher total efficiency compared to the separate heat collector or PV module.

چکیده انگلیسی:

  تابش خورشیدی دمای سطح مدول فتوولتائیک (PV) را افزایش می‌دهد که این افزایش دما، سبب کاهش راندمان الکتریکی و عمر مفید سلول‌های فتوولتائیک می‌شود. یکی از روش‌های کاهش دمای مدول‌های فتوولتائیک، کاهش حرارت سطح مدول به‌واسطه گردش سیالی همچون آب یا هوا است. به دستگاه‌هایی که بر این مبنا عمل می‌کنند کلکتورهای ترکیبی فتوولتائیک – حرارتی (PV/T) می‌گویند. معمولا کلکتورهای ترکیبی فتوولتائیک - حرارتی، از یکپارچه‌سازی مدول فتوولتائیک و کلکتور حرارتی به منظور جلوگیری از تماس مستقیم سیال خنک کننده با سطح مدول ساخته می‌شود. جاذب حرارتی به دلیل دفع حرارت از سطح مدول به سیال بسیار حائز اهمیت است بنابراین عملکرد حرارتی و الکتریکی یک کلکتور PV/T به طراحی مناسب جاذب وابسته است. در این تحقیق، ابتدا طبقه‌بندی و ساختارهای مختلفی از کلکتور PV/T بررسی شدند. در ادامه راندمان حرارتی و الکتریکی 9 طرح کاربردی از کلکتور PV/T به صورت تئوری با یکدیگر مقایسه شدند. سپس راندمان الکتریکی کلکتور PV/T نوع ورق و لوله توسط مدول PV شاهد تحت آزمون قرار گرفت. بر طبق نتایج حاصل از این پژوهش، در صورتی که دمای سیال ورودی پایین باشد، کلکتور PV/T راندمان کل بالاتری در مقایسه با کلکتور حرارتی یا مدول PV مجزا خواهد داشت.