التحقق العملي لمختلف التصاميم لتبريد الخلايا الكهروضوئية باستخدام الماء والمواد المتغيرة الطور
Investigation the Effect of Various Design of Photovoltaic Module Cooling System Using Water and Phase Changing Material
- الباحث
- آية جابر محي
- المشرف
- ابتسام ع. حسن - احمد عبد القادر حسين
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2023
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Photovoltaic cooling;Phase change material;Water cooling;Electrical efficiency
الملخص
النظام الكهروضوئي الحراري يجمع بين الخلايا الشمسية ونظام حراري لتوليد الحرارة والكهرباء من نفس السطح. بالمقارنة مع أنظمة الخلايا الشمسية الفردية وأنظمة الطاقة الشمسية الحرارية، يمكن أن توفر أنظمة seliSPVT أعلى وتقليل تكاليف التثبيت. ومع ذلكء يعد إدارة الطاقة باستخدام وسط تخزين الطاقة وسيلة ممكنة لتحقيق الطاقة المستدامة. ولخفض الطلب على الشبكة الكهربائية، لفتت تقنية تخزين الطاقة باستخدام تخزين الحرارة الكامنة (LHTES) انتباهًا متزايدًا مؤخرًا. تأتي فكرة استخدام مواد متغيرة الطور (PCM) بأسلوب جديد من استخدام مواد منخفضة التكلفة يمكن أن تقلل بشكل عملي من درجة حرارة التشغيل للخلايا الشمسية. حيث يتطلب أنظمة 7717( استخدام مواد متغيرة الطور (PCM) لتطويرها وجعلها أكثر كفاءة. يجب الحفاظ على درجة حرارة التشغيل للخلايا الشمسية أقل قدر ممكن مع زيادة تعرض الطاقة الشمسية لتعظيم توليد الطاقة. تم إجراء اختبارات تجريبية في بغداد عند 544 23' 41" شرقًا و 533 16' 54" شمالاء مائلة 31.2 درجة نحو الجنوب. تم استخدام أربعة ترتيبات مختلفة لأنظمة PVT: لوحة PV تقليدية، نظام شمسي حراري/ضوئي (PVT/PCM) الذي هو تركيب لوحة PV مع PCM ، نظام شمسي حراري/ضوئي (PVT/PCM) مع PCM وخزان من الفولاذ المقاوم للصدأ مملوء بالماء للتداول، ونظام شمسي حراري/ضوئي (2591/501/1) مع أنابيب مياه نحاسية. كانت معدلات تدفق السوائل العاملة لأنظمة PVT التي تتضمن أنظمة تداول الماء هي 3 لتر/دقيقة، 4 لتر/دقيقة، و5 لتر/دقيقة. لذا كان هدف هذه الدراسة التجريبية هو تحسين الأداء الكهربائي والحراري لوحدات الخلايا الشمسية. اظهرت نتائج اللوح الشمسي التقليدي أن متوسط درجة الحرارة كان 062.28 وكان متوسط الكفاءة الكهربائية وإنتاج الطاقة حوالي 38.22 واط Lain. %8.63 5 أظهرت النتائج أن درجة الحرارة المتوسطة لوحدة الخلية الشمسية المبردة بالشمع PCM (RT-42) قلت بمقدار حوالي 3.23 درجة مئوية مقارنة بالخلية الشمسية القياسية، وزادت كفاءة التحسين الكهربائية والناتج بمتوسط نسبة 908.6 و011.31,؟9 على التوالي. انخفضت درجة حرارة السطح بمتوسط حوالي 15.27 درجة مئوية بسبب استخدام تصميم الشمع PCM (RT-42) بالتزامن مع خزان الماء من SY gill المقاوم للصدأء وزاد الناتج الكهربائي بمتوسط نسبة 97982.68 والكفاءة الكهربائية بنسبة 951.14. يعطي تصميم الشمع PCM (RT-42) وأنبوب المياه النحاسي تحسيئًا في درجة حرارة السطح الكاملة بمتوسط حوالي 9.22 درجة مئوية، وزاد الناتج الكهربائي بمتوسط نسبة 7,062.09 والكفاءة الكهربائية بنسبة 96.36.
Abstract
The Photovoltaic thermal systems (PVT) combine solar cells and a thermal system to generate heat and electricity from the same surface. In comparison to individual PV and solar thermal systems, they can provide higher efficiency and reduce installation costs. PVT systems require the usage of phase change materials (PCMs) to be developed and made more efficient. The operating temperature of photovoltaic cells must be kept as low as possible as solar radiation exposure is increased in order to maximize power generation. The Experimental tests were conducted in Baghdad at 44° 23' 41" E longitude and 33° 16' 54" N latitude, tilted 31.2 degrees southward. There were four PVT different system arrangements used: a conventional PV panel, a photovoltaic/thermal system (PVT/PCM) which is A PV panel compound with a PCM jacket, a photovoltaic/thermal system (PVT/PCM) with a PCM and a stainless-steel tank filled with water for circulation, and a photovoltaic/thermal system (PVT/PCM) with copper water pipes. The working fluid flow rate for PVT that includes water circulation systems are; 3L/m, 4L/m, and 5L/m. Therefore, this experimental study's goal was to improve the electrical and thermal performance of photovoltaic panels. The result of PV reference shows that the average temperature was 62.28◦and the average electrical efficiency and power output were about 38.22W and 8.63%. While the result shows that the average temperature of the PV panel cooled with PCM paraffin wax (RT-42) decreased by around 3.23◦ to that of PV reference, and an enhancement in average electrical efficiency and power output were about 8.4% and 11.03%. The average surface temperature dropped by about 14.2 ◦ due to the use of the design of PCM paraffin wax (RT-42) combined with the stainless-steel water tank and average power output and electrical efficiency improvement were 82.68% and 51.14%. The design of PCM paraffin wax (RT-42) and copper water pipe gives an improvement in the average surface temperature of about 9.22 ◦, and the average power output and electrical efficiency by about 62.09% and 36.88%.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.