بررسی یک راهکار ترکیبی انرژی تجدیدپذیر برای مناطق خشک: ترکیب سامانه‌های فتوولتایی-گرمایی با تقطیر و ترموالکتریک (VMED-PVT-TC)

نویسندگان

1 استاد ، دانشگاه کاشان،کاشان، ایران

2 دانشجوی دکتری ، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

3 استادیار،دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران

doi
چکیده

با توجه به چالش‌های فزاینده در تأمین آب شیرین در مناطق دورافتاده و کم‌آب، استفاده از سامانه‌های تقطیر خورشیدی به‌ویژه در ترکیب با فناوری‌های نوین، به‌عنوان رویکردی پایدار موردتوجه قرارگرفته است. اگرچه سامانه‌های تقطیر خورشیدی چنداثره انتشار عمودی‌(VMED) به دلیل طراحی ساده، راندمان بالا و کیفیت مناسب آب تولیدی کاربرد فراوانی یافته‌اند، اما همچنان بهینه‌سازی مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری آن‌ها یک چالش محسوب می‌شود. در این راستا، شکاف تحقیقاتی موجود مربوط به تلف شدن بخشی از انرژی حرارتی و نبود رویکردهای تلفیقی مؤثر برای بازیابی آن است. این پژوهش باهدف افزایش کارایی سامانه‌های نمک‌زدایی حرارتی خورشیدی، به تحلیل عملکرد یک سیستم ترکیبی متشکل از پنل‌های فتوولتائیک-حرارتی (PV/T)، ماژول‌های ترموالکتریک و سامانه تقطیر عمودی چنداثره می‌پردازد. در طراحی سیستم، پنل‌های PV/T وظیفه تأمین هم‌زمان انرژی الکتریکی و حرارتی را بر عهده‌دارند و ماژول‌های ترموالکتریک به‌منظور خنک‌سازی و کاهش دمای صفحه کند انس که اثر مستقیم بر تولید اب شیرین دارند. ارزیابی عملکرد سیستم نشان می‌دهد حداکثر آب تولیدی در واحد تقطیر 5/2 لیتر در 8765 ساعت است. در طول یک سال، استفاده از اثر ترموالکتریک بر بخش تقطیر سامانه موجب افزایش راندمان تولید آب شیرین سیستم تا ۲۳٪ می‌گردد. همچنین مشخص گردید که عملکرد خنک‌کننده ترموالکتریک در دماهای پایین‌تر بهتر است زیرا می‌تواند دمای هوای خروجی را به زیر نقطه شبنم کاهش دهد. بیشترین میزان رطوبت حذف‌شده توسط خنک‌کننده ترموالکتریک ۰.۰۳۵ کیلوگرم در ۸765 ساعت بوده است.