عملكرد حرارتي و الكتريكي مدول فتوولتائيك و كلكتور خورشيدي تركيبي فتوولتائيك-حرارتي براي سيال آب

هدف از اين مقاله، مقايسه توان الكتريكي خروجي مدول فتوولتائيك (PV) و كلكتور تركيبي فتوولتائيك حرارتي (PV/T) با سيال آب است. راندمان الكتريكي مدول فتوولتائيك با افزايش دماي سطح آن به‌شدت كاهش مي‌يابد. كلكتور تركيبي فتوولتائيك حرارتي شامل يك مدول فتوولتائيك است كه يك كلكتور حرارتي به پشت آن متصل شده است. با گردش يك سيال با دماي ورودي پايين، حرارت از مدول فتوولتائيك دفع شده و راندمان الكتريكي آن افزايش مي‌يابد. در اين تحقيق، ابتدا مدل‌سازي حرارتي مدول فتوولتائيك و كلكتور PV/T با سيال آب به‌صورت تئوري و به‌كمك قانون اول ترموديناميك انجام شده است. در ادامه براي اعتبارسنجي به نتايج تئوري، يك نمونه كلكتور تركيبي فتوولتائيك حرارتي بدون پوشش نوع مارپيچي با سيال آب طراحي و ساخته شد و در مدت سه روز تحت آزمايش قرار گرفت و نتايج حاصل از آن با مدول فتوولتائيك شاهد مقايسه شد. محاسبات تئوري به‌كمك نرم‌افزار متلب انجام گرفت و نتايج به‌دست‌آمده از آن، مطابقت خوبي را با آزمون تجربي مدول PV و كلكتور PV/T نشان داد. نتايج اين تحقيق بهبود عملكرد الكتريكي كلكتور PV/T نسبت به مدول فتوولتائيك شاهد را نشان مي‌دهد؛ به‌طوري كه راندمان الكتريكي آن نسبت به مدول PV شاهد، حداكثر ۶% افزايش يافته است. همچنين با درنظرگرفتن مساحت كوچك كلكتور PV/T، دماي آب در خروجي حدود °C۵ بيشتر شده است.