Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen DavazdahEmami,Ahmad Saboonchi
محسن دوازده امامی (استاد مشاور) احمد صابونچی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahtab Tafazoly yazdy
مهتاب تفضلی یزدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of Effective Parameters in Improving the Performance of Solar Photovoltaic Thermal (PV/T) Collectors
Fossil fuels which are present sources of mankind energy, can’t supply increasing demand of communities for energy. Replacing these sources with sustainable and safe sources of energy is necessary. Renewable energies are permanent, available and clean sources of energy and proper choice for replacing present sources of energy. Solar energy is one of the most widely used kinds of renewable energies which is used today in different ways. Solar energy applications can be factors that affect the performance of hybrid systems. According to the results, increase of inlet temperature by 20 K results in 8% and 15% increase in thermal and electrical efficiencies. Increasing mass flow rate from 0.005 kg/s to 0.1 kg/s, causes 4.3% and 9.7% increase in electrical and thermal efficiencies and 4.9% decrease in outlet temperature of fluid. Therefore mass flow rate should be chosen according to the type of system and priority of thermal and electrical efficiencies or quality of outlet temperature of fluid. Adding one layer of cover on the system results in 19% increase in thermal efficiency and 1.1% decrease in electrical efficiency. Key Words Photovoltaic-thermal systems, Simulation, Thermal efficiency, Mass flow rate
سوخت های فسیلی که منابع فعلی انرژی بشر می باشند، جواب گوی نیاز روزافزون جوامع به انرژی نیستند؛ جایگزینی کردن این منابع با منابعی پایدار و مطمئن از انرژی ضروری می نماید. انرژی های تجدیدپذیر منابعی دائمی، در دسترس و تمیز و گزینه ای مناسب برای جایگزین کردن منابع فعلی انرژی می باشند. انرژی خورشید یکی از پرکاربردترین گونه های انرژی های تجدیدپذیر می باشد که امروزه به صورت های مختلفی به کار گرفته می شود. کاربردهای انرژی خورشیدی را می توان در دو دسته اصلی گرمایی و الکتریکی دسته بندی نمود. با وجود مزایای زیاد سیستم های خورشیدی گرمایی و الکتریکی، محدودیت هایی بر سر راه گسترش استفاده از این نوع انرژی وجود دارد. طولانی بودن زمان بازگشت سرمایه به دلیل پایین بودن بازده صفحات فتوولتائیک، کاهش بازده صفحات با افزایش دما، هزینه بالای تولید و نصب صفحات و نیاز به مساحت زیاد برای نصب هم زمان سیستم های گرمایی و الکتریکی از جمله مسائلی هستند که برای استفاده از سیستم های خورشیدی مطرح می باشد. ترکیب سیستم های خورشیدی گرمایی و الکتریکی در یک مجموعه واحد منجر به بهبود عملکرد سیستم های خورشیدی می گردد. این مجموعه واحد جمع کننده خورشیدی فتوولتائیک-گرمایی نامیده می شود. سیستم ترکیبی علاوه بر مزیت اشغال فضای کمتر، در کل بازدهی بیشتر از سیستم های جداگانه گرمایی و الکتریکی دارد. در این تحقیق یک سیستم ترکیبی شبیه سازی و اثر پارا مترهای سیستم بر عملکرد آن بررسی شده است. سیستم های فتوولتائیک-گرمایی با هندسه صفحه و لوله به دلیل ساختار ساده شان به راحتی با ترکیب سیستم های گرمایی و الکتریکی موجود در بازار ساخته می شوند و جایگزینی مناسب برای سیستم های گرمایی و الکتریکی فعلی می باشند؛ سیستم های صفحه و لوله بازده مناسبی نیز دارند؛ با در نظر گرفتن این ویژگی ها این هندسه برای شبیه سازی استفاده شده است. به دلیل دمای جوش پایین، جریان مبردها در لوله در دماهای پایین دو فازی می شود و به دلیل ضریب انتقال حرارت بالای دو فازی، سیستم های فتوولتائیک-گرمایی با سیال عامل مبرد، دمای کاری پایین تر و در نتیجه بازده الکتریکی بالاتری نسبت به سیستم های مشابه با سیال عامل آب دارند. به همین دلیل ابتدا استفاده از مبرد به عنوان سیال خنک کننده سیستم بررسی شده است. به این منظور جریان دو فازی مبرد در لوله صاف و مارپیچ با مدل مخلوط گازها شبیه سازی شده است. ولی به دلیل هم خوان نبودن نتایج مدل سازی جریان دو فازی با نتایج کارهای تجربی انجام شده، نهایتا سیال عامل آب با جریان تک فازی برای شبیه سازی به کار برده شده است. دما و دبی جرمی سیال ورودی به سیستم و همچنین پوشش دار یا بدون پوشش بودن سیستم، از جمله عواملی هستند که بر عملکرد سیستم های ترکیبی اثر می گذارند. با توجه به نتایج، با افزایش دمای سیال ورودی به میزان K 20، بازده حرارتی و الکتریکی به ترتیب %8 و %15 کاهش می یابند. افزایش دبی جرمی از kg/s 005/0 تا kg/s 1/0، بازده الکتریکی و حرارتی را به میزان %3/4 و %7/9 افزایش و دمای خروجی سیال را به میزان %9/4 کاهش می دهد. بنابراین دبی جرمی باید براساس نوع سیستم و اولویت داشتن بازده گرمایی و الکتریکی و یا کیفیت دمای خروجی سیال انتخاب شود. اضافه کردن پوشش منجر به بهبود عملکرد گرمایی سیستم و افت عملکرد الکتریکی آن می شود. با اضافه کردن یک لایه پوشش برروی سیستم افزایش %19 در بازده حرارتی و کاهش %1/1 در بازده الکتریکی دیده می شود. کلمات کلیدی: 1- سیستم های فتوولتائیک-گرمایی 2-شبیه سازی حرارتی 3-بازده حرارتی 4-دبی جرمی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی