كليدواژه :
سيستم فتوولتائيك/گرمايي , نانوسيال , لولۀ مارپيچي شياردار , راندمان گرمايي , راندمان الكتريكي , انرژي خورشيدي
چكيده فارسي :
در اين مقاله، عملكرد گرمايي و الكتريكي سيستم‌هاي فتوولتائيك/گرمايي مجهز به كلكتور صفحه-لولۀ مارپيچي شياردار به‌صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. از نانوسيال آب-مگنتيت به‌عنوان سيال انتقال گرما استفاده شده است. تأثير غلظت نانوذرات (0-1 درصد)، دبي جرمي نانوسيال (10-40 كيلوگرم بر ساعت) و گام شيار (0، 5/4 و 8 ميلي‌متر) بر روي پارامترهاي عملكردي سيستم شامل دماي پنل فتوولتائيك، راندمان گرمايي، راندمان الكتريكي و راندمان كل بررسي شده است. همۀ آزمايش‌ها در شرايط محيطي (شدت تابش خورشيدي و دماي محيط) مشابه و با استفاده از شبيه‌ساز خورشيدي انجام شده است. نتايج نشان داد كه شياردار كردن لولۀ مارپيچي منجر به بهبود عملكرد گرمايي، الكتريكي و كلي سيستم فتوولتائيك گرمايي مي‌شود. همچنين مشاهده شد كه سيستم با گام شيار 5/4 ميلي‌متر داراي عملكرد گرمايي، الكتريكي و كلي بهتري از سيستم با گام شيار 8 ميلي‌متر است. طبق نتايج، راندمان‌هاي گرمايي، الكتريكي و كل سيستم با صفحه-لولۀ مارپيچي شياردار با گام 4/5 ميلي‌متر، به‌ترتيب در محدودۀ 37/03-50/89، 12/29-12/38 و 69/37-83/47 درصد است. همچنين نتايج نشان داد كه افزايش غلظت نانوذرات و دبي جرمي نانوسيال منجر به بهبود عملكردهاي گرمايي، الكتريكي و كلي هر سه سيستم مورد بررسي در تحقيق حاضر مي‌شود.
چكيده لاتين :
In this paper, the thermal and electrical performances of a photovoltaic/thermal system equipped with a sheet-and-grooved serpentine tube collector are investigated experimentally. The water-magnetite nanofluid is used as the heat transfer fluid. The effect of nanoparticle volume concentration (0-1%), nanofluid mass flow rate (10-40 kg/h) and groove pitch (0, 5.4 and 8 mm) on the operating parameters of system including photovoltaic panel temperature, thermal efficiency, electrical efficiency, and overall efficiency is examined. All experiments were performed under similar environmental conditions (solar radiation intensity and ambient temperature) using a solar simulator. The results showed that the grooving of the serpentine tube improves the thermal, electrical, and overall performance of the photovoltaic/thermal system. Also, it was observed that the system with 5.4 mm groove pitch has a better thermal, electrical, and overall performance than a system with 8 mm groove pitch. According to the results, the thermal, electrical, and overall efficiencies of the system with a sheet-and-grooved serpentine tube collector of a groove pitch of 5.4 mm vary in the range of 50.89-69.37%, 12.29-12.38% and 69.37-83.47% respectively. Also, the results showed that increasing the nanoparticle concentration and nanofluid mass flow rate leads to an improved thermal, electrical, and overall performance of all three systems studied in the present study.
