بررسی تاثیر هندسه کانال بر مدیریت حرارتی سیستمهای فتوولتائیک-حرارتی با جریان حلقوی مبتنی بر مواد تغییر فازدهنده

افزایش دمای کاری پنل های فتوولتائیک یکی از چالش های اساسی در عملکرد بهینه سیستمهای فتوولتائیک-حرارتی محسوب می شود، زیرا افزایش دما منجر به کاهش راندمان الکتریکی و پایداری عملکرد این سامانه ها می گردد. در سال های اخیر، استفاده از مواد تغییر فازدهنده به عنوان یک راهکار غیرفعال برای مدیریت حرارتی این سامانه ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با این حال صرف استفاده از مواد تغییر فازدهنده تضمین کننده عملکرد حرارتی مطلوب نبوده و هندسه کانال جریان می تواند تاثیر قابل توجهی بر نحوه انتقال حرارت و فرآیند ذوب ماده تغییر فازدهنده داشته باشد. در این پژوهش، یک مطالعه عددی گذرای سه بعدی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی با بهره گیری از نرم افزار انسیس فلوئنت به منظور بررسی تاثیر هندسه مقطع شامل مربعی، بیضوی و دایروی غیرهم مرکز تحت شرایط عملیاتی یکسان مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته. به منظور ارزیابی با داده های مرجع موجود در ادبیات موضوع اعتبار سنجی شده و تطابق مناسبی حاصل گردیده است. تحلیل نتایج شامل بررسی توزیع دمای سطح میانی پنل فتوولتائیک، تغییرات زمانی دمای سیال عامل و ماده تغییر فازدهنده و رفتار ذوب ماده تغییر فازدهنده در بازه های زمانی مختلف است. نتایج نشان می دهد که هندسه مقطع مربعی در مقایسه با مقاطع بیضوی و دایروی، عملکرد حرارتی بهتری داشته و منجر به کنترل موثرتر دمای پنل فتوولتائیک و یکنواختی بیشتر توزیع دما در سامانه می شود.

کلیدواژه ها:

مواد تغییر فازدهنده ، سیستمهای فتوولتائیک-حرارتی ، هندسه کانال جریان ، مدیریت حرارتی ، دینامیک سیالات محاسباتی