شبیه سازی و ارزیابی تجربی عملکرد متمرکزکننده سهموی خطی مجهز به سامانه فتوولتاییک- حرارتی

سلول های فتوولتاییک مجهز به جمع کننده حرارتی می توانند انرژی خورشیدی را به صورت های الکتریکی، حرارتی و ترکیبی از این انرژی تبدیل نماید. در این پژوهش یک سامانه متمرکزکننده سهموی خطی مجهز به سلول های فتوولتاییک در نرم افزار Optic Ray Tracing شبیه سازی نوری و در نرم افزار Solidworks شبیه سازی حرارتی صورت گرفت و نتایج آن با ارزیابی تجربی مقایسه شد. شبیه سازی جمع کننده حرارتی در سامانه ترکیبی فتوولتاییک- حرارتی با دو آرایش طولی و عرضی و در ۴ سطح قطر داخلی لوله ها (۸، ۱۰، ۱۲ و ۱۴میلی متر) و در سه سطح دبی (۱، ۲ و ۳لیتر بر دقیقه) انجام شد. نتایج شبیه سازی دو آرایش طولی و عرضی لوله ها نشان داد که بازده حرارتی در چینش طولی بهتر از چینش عرضی بود. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش قطر لوله ها از ۸ تا ۱۲۰میلی متر روند تغییرات بازده حرارتی افزایشی و از قطر ۱۲ تا ۱۴میلی متر تغییرات چندانی در بازده حرارتی مشاهده نشد. افزایش دبی سیال از ۱ به ۳لیتر بر دقیقه راندمان حرارتی به دلیل کاهش تلفات حرارتی و راندمان الکتریکی به دلیل کاهش دمای سطح سلول فتوولتاییک افزایش یافت. با توجه به نتایج شبیه سازی سامانه مورد نظر با قطر لوله ۱۰میلی متر ساخته شد و آزمایش های میدانی با سرعت جریان دبی سیال ۳لیتر بر دقیقه انجام شد. مقایسه نتایج شبیه سازی و ارزیابی تجربی نشان داد که بیشینه راندمان حرارتی و الکتریکی برای داده های شبیه سازی به ترتیب ۶۱/۱۸ و ۱۲/۵۸% و برای داده های میدانی ۵۸/۱۴% و ۱۲/۰۳% به دست آمد.

کلیدواژه ها:

Linear parabola ، Simulation ، Photovoltaic ، متمرکزکننده سهموی ، شبیه سازی ، سلول فتوولتاییک