مروری بر کلکتورهای فتوولتائیک - حرارتی

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب

2 استادیار دانشکدة مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب

چکیده

کلکتورهای فتوولتائیک - حرارتی[i]، دستگاه‌هایی هستند که انرژی خورشیدی را به‌طور همزمان به جریان الکتریسیته و گرما تبدیل می‌کنند. مشکل عمدة پنل‌های فتوولتائیک آن است که با افزایش دمای سطح سلول‌های فتوولتائیک، توان الکتریکی مفید خروجی آنها کاهش محسوسی پیدا می‌کند. با دفع حرارت از پنل‌ها، می‌توان از این اثر نامطلوب جلوگیری کرد. برای این منظور می‌توان با حرکت‌دادن یک سیال بر روی سطح پشتی پنل‌های فتوولتائیک، توسط انتقال حرارت جا به‌جایی، بخشی از این حرارت را از پنل جذب نمود و باعث کاهش دمای سطح پنل فتوولتائیک و افزایش راندمان الکتریکی آن شد. همچنین می‌توان از سیالی که با جذب حرارت، دمای آن افزایش یافته جهت مصارف گوناگون از جمله گرمایش آب مصرفی، خشک‌کن خورشیدی و جز این‌ها استفاده کرد. در این مقاله ابتدا عملکرد یک کلکتور فتوولتائیک - حرارتی بررسی می‌شود، سپس طرح‌های متنوع کلکتورهای فتوولتائیک - حرارتی مورد بررسی قرار گرفته و در پایان فعالیت‌های انجام‌شده در زمینة بهینه‌سازی کلکتور فتوولتائیک - حرارتی بیان می‌شود.



[i]. PV/T

کلیدواژه‌ها


[1] Santbergen, A., C.C.M Rindt., H.A.Zondag, R.J.Ch. van Zolingen. “Detailed analysis of the energy yield of systems with covered sheet-and-tube PVT collectors.” Solar Energy 84 (2010):867–878.
[2] Kern Jr, EC, MC. Russell. “Combined photovoltaic and thermal hybrid collector systems.” Proceedings of the 13th IEEE PV specialist conference, Washington, 5-8 June 1978. p. 1153-7.
[3] Florschuetz, L.W. “Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of combined photovoltaic/thermal flat plate collectors.” Solar Energy 22 (4), (1979):361-366.
[4] Bhargava AK, HP. Garg, RK. Agarwal. “Study of a hybrid solar system-solar air heater combined with solar cells.” Energy Conver Manage; 31 (1991):471-9.
[5] Prakash J. Transient analysis of a photovoltaic-thermal solar collector for co-generation of electricity and hot air/water.” Energy convers. Mgmt. 35, (1994):967-972.
[6] Fujisawa T., T. Tani, “Annual exergy evaluation on photovoltaic-thermal hybrid collector.” Solar Energy Materials and Solar Cells 47 (1-4), (1997):135-148.
[7] Krauter, S. Arauja, R.G. Schroer, S. Hanitsh, R. Salhi, M.J. Trebel, C. Lemoine, R. “Combined photovoltaic and solar thermal systems for façade integration and building insulation.” Solar Energy 67, (1999):239-248.
[8] Dubey S, G.N. Tiwari. “Thermal modeling of a combined system of photovoltaic thermal (PV/T) solar water heater.” Solar Energy (2008):602-612.
[9] Tiwari G.N., S.Dubey. Fundamentals of Photovoltaic Modules and Their Applications, Royal Society of Chemistry. New Delhi, India, 2010.
[10] Ibrahim A., M.Y. Othman, M.H. Ruslan, S. Mat, K. Sopian. “Recent advances in flat plate photovoltaic - thermal (PV/T) solar collectors”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011):352-365.
[11] Zhang X., X. Zhao, S. Smith, J. Xu, X. Yu. “Review of R&D progress and practical application of the solar photovoltaic/thermal (PV/T) technologies.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012):599-617.
[12] Gang, p., F. Huide, Z. Tao, J. Jie. “A numerical and experimental study on a heat pipe PV/T system”. Solar Energy 85 (2011):911-921.
[13] Charalambous PG., GG. Maidment, SA. Kalogirou, K. Yiakoumetti. “Photovoltaic thermal (PV/T) collectors: a review.” Applied Thermal Engineering, (2007):275-86.
[14] Zondag, HA, de Vries DW, van Helden WGJ, van Zolingen RJC, van Steenhoven AA. “The yield of different combined PV-thermal collector designs.” Solar Energy (2003):253-69.
[15] Tiwari, A, Sodha MS. “Performance evaluation of hybrid PV/thermal water/air heating system: a parametric study.” Renewable Energy, (2006):2460-74.
[16] Othman, MYH, K. Sopian, B. Yatim, WRW. Daud. “Development of advanced solar assisted drying systems”. Renewable Energy, (2006):703–9.
[17] Othman, MYH., Ruslan H, Sopian K, Jin GL. “Performance study of photovoltaicthermal (PV/T) solar collector with V-grooved absorber plate”. Sains Malaysiana (2009):537-41.
[18] Othman M.Y., Yatim B., Sopian K., Abu Bakar M.N., “Performance studies on a finned double-pass photovoltaic-thermal (PV/T) solar collector”. Desalination 209 (2007):43-49.
[19] Alfegi MEA, Sopian K, Othman MYH, Yatim BB. “Transient mathematical model of both side single pass photovoltaic thermal air collector.” ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences (2007)”22-6.
[20] Othman, MY, B. Yatim, K. Sopian, MNA. Bakar. “Double-pass photovoltaic-thermal solar air collector with compound parabolic concentrator and fins.” Journal of Energy Engineering (2006):116-20.
[21] Sopian, K.S., H.T. Yigit, H.T. Liu, S. Kakac, T.N. Veziroglu, “Performance analysis of photovoltaic thermal air heaters.” Energy Conversion and Management, (1996):1657-1670.