مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

مدلسازی عملکرد سامانه های فتوولتائیک حرارتی هواخنک یکپارچه با ساختمان

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
در تحقیق حاضر روابط ساده و صریح جهت محاسبه پارامترهای حرارتی سامانه های فتوولتائیک حرارتی هواخنک یکپارچه با ساختمان ارائه می شوند. این معادلات بر مبنای اصول بقاء برای سامانه  فتوولتائیک حرارتی به دست آمده اند. رابطه هایی ساده و صریح برای محاسبه دمای پانل فتوولتائیک و حرارت منتقل شده به اتاق ارائه شده است. این روابط برای بررسی عملکرد انواع سامانه های فتوولتائیک حرارتی یکپارچه با ساختمان با انواع شفافیت از کدر تا شفاف قابل استفاده هستند. روابط تحقیق حاضر در روش های مختلف قرارگیری سامانه با سیال هوا قابل استفاده هستند. با استفاده از این روابط نیازی به استفاده از معادلات بقای مجموعه پانل فتوولتائیک همراه با ساختمان نخواهد بود و تنها با داشتن η راندمان الکتریکی پانل و τ ضریب عبور پانل و شرایط محیطی دو پارامتر اصلی مدنظر در عملکرد سامانه، "دمای پانل فتوولتائیک" و "گرمای منتقل شده به ساختمان" محاسبه می شوند.
کلیدواژه‌ها

[1] C. Şirin, J. Goggins, and M. Hajdukiewicz, “A review on building-integrated photovoltaic/thermal systems for green buildings,” Appl Therm Eng, vol. 229, p. 120607, Jul. 2023, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2023.120607.
 
[2] A. K. Tiwari, K. Chatterjee, S. Agrawal, and G. K. Singh, “A comprehensive review of photovoltaic-thermal (PVT) technology: Performance evaluation and contemporary development,” Energy Reports, vol. 10, pp. 2655–2679, Nov. 2023, doi: 10.1016/j.egyr.2023.09.043.
 
[3] M. Debbarma, K. Sudhakar, and P. Baredar, “Thermal modeling, exergy analysis, performance of BIPV and BIPVT: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 73, pp. 1276–1288, Jun. 2017, doi: 10.1016/j.rser.2017.02.035.
 
[4] L. W. Florschuetz, “Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of combined photovoltaic/thermal flat plate collectors,” Solar Energy, vol. 22, no. 4, pp. 361–366, 1979, doi: 10.1016/0038-092X(79)90190-7.
 
[5] A. S. Joshi, A. Tiwari, G. N. Tiwari, I. Dincer, and B. V. Reddy, “Performance evaluation of a hybrid photovoltaic thermal (PV/T) (glass-to-glass) system,” International Journal of Thermal Sciences, vol. 48, no. 1, pp. 154–164, Jan. 2009, doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2008.05.001.
 
[6] F. Sarhaddi, S. Farahat, H. Ajam, A. Behzadmehr, and M. Mahdavi Adeli, “An improved thermal and electrical model for a solar photovoltaic thermal (PV/T) air collector,” Appl Energy, vol. 87, no. 7, pp. 2328–2339, Jul. 2010, doi: 10.1016/j.apenergy.2010.01.001.
 
 
[7] M. E. A. Slimani, M. Amirat, I. Kurucz, S. Bahria, A. Hamidat, and W. B. Chaouch, “A detailed thermal-electrical model of three photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid air collectors and photovoltaic (PV) module: Comparative study under Algiers climatic conditions,” Energy Convers Manag, vol. 133, pp. 458–476, Feb. 2017, doi: 10.1016/j.enconman.2016.10.066.
 
[8] M. Zohri, A. Fudholi, M. H. Ruslan, and K. Sopian, “Mathematical modeling of photovoltaic thermal PV/T system with v-groove collector,” 2017, p. 030063. doi: 10.1063/1.4991167.
 
[9] S. Tiwari and G. N. Tiwari, “Thermal analysis of photovoltaic-thermal (PVT) single slope roof integrated greenhouse solar dryer,” Solar Energy, vol. 138, pp. 128–136, Nov. 2016, doi: 10.1016/j.solener.2016.09.014.
 
[10] N. A. Dunne, P. Liu, A. F. A. Elbarghthi, Y. Yang, V. Dvorak, and C. Wen, “Performance evaluation of a solar photovoltaic-thermal (PV/T) air collector system,” Energy Conversion and Management: X, vol. 20, p. 100466, Oct. 2023, doi: 10.1016/j.ecmx.2023.100466.
 
[11] B. Agrawal and G. N. Tiwari, Building Integrated Photovoltaic Thermal Systems For Sustainable Developments, 1st ed. Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 2010.
 
[12] A. Bejan, Convection heat transfer, 4th ed. New York: John Wiley & Sons Inc, 2013, ISBN: 9781118330081.
 
[13] K. R. Randall, J. W. Mitchell, and M. M. El-Wakil, “Natural Convection Heat Transfer Characteristics of Flat Plate Enclosures,” J Heat Transfer, vol. 101, no. 1, pp. 120–125, Feb. 1979, doi: 10.1115/1.3450901.
 
[14] F. P. Incropera, D. P. DeWitt, T. L. Bergman, and A. S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 7th ed. New York: John Wiley & Sons, 2013.
دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 163
مهر و آبان 1404
صفحه 3-10

  • تاریخ دریافت 03 فروردین 1404
  • تاریخ بازنگری 27 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 18 شهریور 1404