بررسي تجربي استفاده از لنز فرزنل در يك سيستم آبگرمكن خورشيدي با قابليت توليد برق به وسيله مدول ترموالكتريك

Experimental Investigation of Fresnel Lens Application in a Solar Water Heater with the Electricity Generation via Thermoelectric Module

توليد همزمان برق و آب گرم از انرژي خورشيد، موضوع پژوهش مورد مطالعه در اين مقاله مي باشد. در طرح ارايه شده از مدول هاي ترموالكتريك در مسير انتقال گرما از سطح جاذب گرماي خورشيد به انباره آب استفاده شده است. همچنين براي متمركز نمودن نور خورشيد و رسيدن به دماي قابل توجيه براي توليد برق به وسيله ترموالكتريك، از لنزهاي فرزنل استفاده مي شود. لنز فرزنل بكار برده شده از نوع متمركز كننده نقطه اي بوده كه ابعاد آن 30×30سانتي متر مربع مي-باشد. براي استفاده بهينه از ظرفيت توليد برق مدول ترموالكتريك، پيشنهاد شده است كه از آرايه اي از لنزهاي فرزنل استفاده شود كه به واسطه جرياني از روغن (به عنوان سيال حامل) گرما را به مدول ترموالكتريك منتقل مي كند. بر اساس طرح ارايه شده، مي توان با استفاده از 6 عدد لنز فرزنل، توان الكتريكي در حدود W6 از يك مدول ترموالكتريك از نوع "TEP1-12656-0.6" بدست آورد. در اين حالت توان توليد آب گرم در حدود W186 مي باشد. نتايج آزمايشگاهي نشان مي دهد كه ميزان ماكزيمم توان الكتريكي ترموالكتريكW08/1 تحت شدت تابش W/m298/705 است و در اين حالت راندمان گرمايي سيستم در حدود 85/51 درصد مي باشد.

The aim of this paper is to investigate cogeneration of electricity and hot water. In the presented design, thermoelectric module has been devised in the path of heat transfer from solar heat absorber surface to a water reserve. Besides, Fresnel lens is employed to concentrate sunlight as well as to reach justified temperature by the means of thermoelectric modules. The Fresnel lens belongs to a class of point focus lenses, which its dimension is 30*30 cm2. In order to optimal use of the thermoelectric capacity, it is proposed to devise an array of Fresnel lenses which can transfer heat to the thermoelectric module via mineral oil. The results show that approximately 186W thermal power and 6W electric power can be obtained by use of a thermoelectric module (type TEP1-12656-0.6) and 6 Fresnel lenses. Results indicate that the maximum thermoelectric power generation is 1.08W under radiation intensity of 705.98 W/m2. Moreover, thermal efficiency of system is about 51.85%.