تحليل انرژي عملكرد گردآورند PV/T مجهز به صفحه‌پره‌دار

Thermal Performance Analysis of a Photovoltaic/Thermal (PV/T) Solar Collector with Fins

در اين پژوهش تجزيه و تحليل انرژي روي عملكرد گردآورنده حرارتي-فتوولتائيك (PV/T) مجهز به­ صفحه‌پره‌دار با سيال خنك‌كننده هوا مورد بررسي قرار گرفت. از يك گردآورنده خورشيدي PV با همان مشخصات البته بدون سيال خنك­كننده براي مقايسه نتايج به­دست آمده بهره گرفته شد. هم­چنين از يك فن با دبي0/033 كيلوگرم‌ بر ثانيه براي ايجاد جريان همرفت اجباري استفاده گشت. در قسمت تحتاني مجراي هوا، يك صفحه با پره‌هاي ذوزنقه‌اي شكل به‌منظور ايجاد جريان آشفته در كانال هوا و افزايش ضريب انتقال حرارت بين صفحه جاذب و سيال هوا نصب شد. براي ثبت دما در مجراي هوا از 6 عدد حس‌گر حرارتي LM35 كه برنامه‌نويسي آن‌ها توسط نرم‌افزار آردينو صورت گرفته بود استفاده گرديد. محاسبات تئوري با استفاده از روش كدنويسي در نرم‌افزار متلب صورت گرفت. نتايج نشان داد استفاده از سيال هوا، كاهش دماي سلول‌هاي خورشيدي و در نتيجه افزايش ولتاژ خروجي گردآورنده PV/T را به­ميزان حدود 9% در تمامي ساعات آزمايش نسبت به­سيستم شاهد (PV) به‌دنبال داشت. بازدهي حرارتي PV/T در كار تجربي و تئوري به‌ترتيب47% و 51% محاسبه گشت. هم­چنين اختلاف دماي هواي خروجي كار تجربي با تئوري حدود 8% برآورد شد و حداكثر اختلاف دماي هواي خروجي در كار تجربي و تئوري با دماي محيط به‌ترتيب 7/06 و 10/25 و حداقل دما به‌ترتيب 1/4 و 972درجه سلسيوس به­ دست آمد.

In this study, the energy analysis of an air-cooled photovoltaic-thermal (PV/T) equipped with fins was investigated. A PV panel with the same characteristics without cooling fluid was used to compare the results as the control system. A fan with air flow rate of 0.033 kg s-1 was used to create forced convection flow. In the lower part of the air channel, a plate with trapezoid fins was mounted to create turbulent flow in the air channel to increase the heat transfer coefficient between the plate and air fluid. Six temperature sensors LM35 were used to record air temperature and a computer program in MATLAB was developed to compute the theoretical performance. The results showed that the use of air flow reduces the temperature of solar cells and thus increases the PV/T output voltage by about 9% over all hours of the experiment compared to the control system (PV). The theoretical and experimental thermal efficiency of the PV/T was calculated as 0.51 and 0.47, respectively. Also, the average difference between theoretical and experimental temperature was about 8%. The maximum difference between air outlet temperature and ambient temperature in measured and predicted were 7.06 and 10.25, respectively, and the minimum differences were 1.40 and 2.97, respectively.