بهبود عملکرد پنل فتوولتائیک حرارتی با به‌کارگیری هندسه‌های مختلف

نویسندگان

1 دانشیار مهندسی مکانیک، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی انرژی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

doi
10.22059/ses.2025.391817.1126
چکیده

در این مقاله، به ‌منظور بهبود عملکرد پنل‌های فتوولتائیک حرارتی (PVT)، از هندسه‌های مختلف در طراحی سیستم استفاده ‌شده است. هدف اصلی، بررسی تأثیر پیکربندی‌های مختلف جریان بر انتقال حرارت، بهره‌وری حرارتی و بازده الکتریکی سیستم بوده است. در این پژوهش، چهار نوع پیکربندی جریان شامل مدل اصلی با ۸ لوله، مدل‌های اصلاح‌شده با ۶ و ۱۰ لوله و پیکربندی جریان مارپیچی دوگانه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. نتایج شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار کامسول نشان می‌دهد پیکربندی جریان مارپیچی دوگانه هنگام استفاده از آب به ‌عنوان سیال عامل، بهترین عملکرد را از نظر بازده الکتریکی و حرارتی ارائه می‌دهد. در این حالت، بازده الکتریکی به مقدار حداکثر 735/14 درصد و بازده حرارتی به مقدار 164/34 درصد رسیده است. این مقادیر در مقایسه با سایر پیکربندی‌ها ازجمله سیستم با 6 لوله (567/14 و 139/30 درصد)، 8 لوله (676/14 و 641/32 درصد) و 10 لوله (737/14 و 128/34 درصد) افزایش جزئی داشته‌اند. اگرچه این افزایش در بهره‌وری الکتریکی و حرارتی نسبت به پیکربندی‌های دیگر قابل‌ توجه نیست، اما نشان می‌دهد ‌پیکربندی مارپیچی دوگانه می‌تواند در شرایط خاصی به‌ عنوان یک گزینۀ بهینه انتخاب شود. این مطالعه همچنین اهمیت طراحی هندسی مناسب برای بهبود عملکرد سیستم‌های فتوولتائیک حرارتی و تأثیر آن بر کارایی کلی سیستم را برجسته می‌کند. یافته‌ها می‌توانند در توسعۀ فناوری‌های نوین و افزایش بازده سیستم‌های انرژی تجدید‌پذیر مورد استفاده قرار گیرند.