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

با توجه به چالش های فزاینده در تامین آب شیرین در مناطق دورافتاده و کم آب، استفاده از سامانه های تقطیر خورشیدی به ویژه در ترکیب با فناوری های نوین، به عنوان رویکردی پایدار مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه سامانه های تقطیر خورشیدی چنداثره انتشار عمودی (VMED) به دلیل طراحی ساده، راندمان بالا و کیفیت مناسب آب تولیدی کاربرد فراوانی یافته اند، اما همچنان بهینه سازی مصرف انرژی و افزایش بهره وری آن ها یک چالش محسوب می شود. در این راستا، شکاف تحقیقاتی موجود مربوط به تلف شدن بخشی از انرژی حرارتی و نبود رویکردهای تلفیقی موثر برای بازیابی آن است. این پژوهش با هدف افزایش کارایی سامانه های نمک زدایی حرارتی خورشیدی، به تحلیل عملکرد یک سیستم ترکیبی متشکل از پنل های فتوولتائیک-حرارتی (PV/T)، ماژول های ترموالکتریک و سامانه تقطیر عمودی چنداثره می پردازد. در طراحی سیستم، پنل های PV/T وظیفه تامین همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی را بر عهده دارند و ماژول های ترموالکتریک به منظور خنک سازی و کاهش دمای صفحه کندانس که اثر مستقیم بر تولید اب شیرین دارند. ارزیابی عملکرد سیستم نشان می دهد حداکثر آب تولیدی در واحد تقطیر ۵/۲ لیتر در ۸۷۶۵ ساعت می باشد. در طول یکسال، استفاده از اثر ترموالکتریک بر بخش تقطیر سامانه موجب افزایش راندمان تولید آب شیرین سیستم تا ۲۳٪ می گردد. همچنین مشخص گردید که عملکرد خنک کننده ترموالکتریک در دماهای پایین تر بهتر است زیرا می تواند دمای هوای خروجی را به زیر نقطه شبنم کاهش دهد. بیشترین میزان رطوبت حذف شده توسط خنک کننده ترموالکتریک ۰.۰۳۵ کیلوگرم در ۸۷۶۵ ساعت بوده است.

کلیدواژه ها:

انرژی خورشیدی ، سیستم هیبریدی ، آب شیرین کن ، ترموالکتریک ، فتوولتائیک-حرارتی (PV/T)