عنوان مقاله :
شبيه‌سازي و ارزيابي تجربي عملكرد متمركزكننده سهموي خطي مجهز به سامانه فتوولتاييك- حرارتي
عنوان به زبان ديگر :
Simulation and Experimental Evaluation of Linear Parabolic Concentrator Equipped with Photovoltaic-Thermal System
پديد آورندگان :
خداترس، سعيد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - دانشكده مهندسي زراعي - گروه مهندسي مكانيك بيوسيستم، ساري , موسوي‌سيدي، رضا دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - دانشكده مهندسي زراعي - گروه مهندسي مكانيك بيوسيستم، ساري , متولي، علي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري - دانشكده مهندسي زراعي - گروه مهندسي مكانيك بيوسيستم، ساري , منتظري، مهدي دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي مكانيك بيوسيستم، تهران
كليدواژه :
سهموي خطي , شبيه‌سازي , فتوولتاييك
چكيده فارسي :
سلول‌هاي فتوولتاييك مجهز به جمع‌كننده حرارتي مي‌توانند انرژي خورشيدي را به صورت‌هاي الكتريكي، حرارتي و تركيبي از اين انرژي تبديل نمايد. در اين پژوهش يك سامانه متمركزكننده سهموي خطي مجهز به سلول‌هاي فتوولتاييك در نرم‌افزار Optic Ray Tracing شبيه‌سازي نوري و در نرم‌افزار Solidworks شبيه‌سازي حرارتي صورت گرفت و نتايج آن با ارزيابي تجربي مقايسه شد. شبيه‌سازي جمع‌كننده حرارتي در سامانه تركيبي فتوولتاييك- حرارتي با دو آرايش طولي و عرضي و در 4 سطح قطر داخلي لوله‌ها (8، 10، 12 و 14ميلي‌متر) و در سه سطح دبي (1، 2 و 3ليتر بر دقيقه) انجام شد. نتايج شبيه‌سازي دو آرايش طولي و عرضي لوله‌ها نشان داد كه بازده حرارتي در چينش طولي بهتر از چينش عرضي بود. همچنين نتايج به‌دست آمده نشان داد كه با افزايش قطر لوله‌ها از 8 تا 120ميلي‌متر روند تغييرات بازده حرارتي افزايشي و از قطر 12 تا 14ميلي‌متر تغييرات چنداني در بازده حرارتي مشاهده نشد. افزايش دبي سيال از 1 به 3ليتر بر دقيقه راندمان حرارتي به دليل كاهش تلفات حرارتي و راندمان الكتريكي به دليل كاهش دماي سطح سلول فتوولتاييك افزايش يافت. با توجه به نتايج شبيه‌سازي سامانه مورد نظر با قطر لوله 10ميلي‌متر ساخته شد و آزمايش‌هاي ميداني با سرعت جريان دبي سيال 3ليتر بر دقيقه انجام شد. مقايسه نتايج شبيه‌سازي و ارزيابي تجربي نشان داد كه بيشينه راندمان حرارتي و الكتريكي براي داده‌هاي شبيه‌سازي به ترتيب 61/18 و 12/58% و براي داده‌هاي ميداني 58/14% و 12/03% به دست آمد.
چكيده لاتين :
Photovoltaic cells equipped with a thermal collector can convert solar energy into electrical,
thermal and a combination of the two energy. In this research, a linear parabolic concentrator
system equipped with photovoltaic cells was simulated with optical in Optic Ray Tracing
software for optical simulation and Solidworks software was used for thermal simulation and
its results were compared with experimental results. Simulation of the thermal collector was
done by the thermal-photovoltaic system with two longitudinal and transverse arrangement
of pipe in 4 diameter levels (8, 10, 12 and 14 mm) and three flow rate levels (1, 2 and 3 l/
min). Simulation results of two longitudinal and transverse arrangement of the pipe showed
that the thermal efficiency in the longitudinal arrangement was better than the transverse
arrangement. Also, the results showed that with increasing pipe diameter from 8 to 12 mm the
thermal efficiency changes process was increasing, and from 12 to 14 mm diameter there was
no significant change in thermal efficiency. Increasing the flow rate from 1 to 3 l/min increased
the thermal efficiency due to the decrease in thermal losses and electrical efficiency due to
the lower surface temperature of the photovoltaic cell. According to the simulation results, the
system was fabricated with a 10 mm diameter and field experiments were carried out at a 3 l/
min flow rate. The comparison of simulation results and experimental evaluation showed that
maximum thermal and electrical efficiency were 61.18% and 12.58% for simulation data and
58.14% and 12.03% for field data, respectively.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
