بررسی آزمایشگاهی عملکرد یک آب شیرین کن خورشیدی پلکانی آبشاری متصل به گردآورنده فتوولتاییک حرارتی (pv/t)

در این پایان نامه به بررسی آزمایشگاهی عملکرد انرژی و اگزرژی یک آب شیرین کن پلکانی خورشیدی متصل به گردآورنده فتوولتاییک حرارتی پرداخته شده است. دستگاه آزمایش ساخته شده شامل یک آب شیرین کن پلکانی خورشیدی و یک گردآورنده فتوولتاییک حرارتی می باشد. گردآورنده فتوولتاییک حرارتی نقش پیش گرمکن آب شور در ورود به آب شیرین کن پلکانی را دارد و توان الکتریکی لازم برای پمپاژ سیال را در سیستم فراهم می کند و همچنین با خنک کاری پانل فتوولتاییک عملکرد الکتریکی آن را بهبود می بخشد. آزمایش های مختلفی بر روی دستگاه آزمایش در شرایط جوی مشابه انجام شده است. سه آزمایش با دبی های جریان مختلف (1، 5/3 و 5/7 لیتر بر دقیقه) برای ایجاد رژیم جریان آرام، گذار و مغشوش در گردآورنده فتوولتاییک حرارتی بر روی آب شیرین کن متصل به گردآورنده فتوولتاییک حرارتی انجام شده است. یک آزمایش بر روی آب شیرین کن جدا از گردآورنده فتوولتاییک حرارتی و در نهایت یک آزمایش بر روی آب شیرین کن با پوشش چگالنده پانل فتوولتاییک انجام شده است. پارامترهای مختلف جوی و عملکردی سیستم شامل شدت تابش خورشیدی، دمای محیط، دمای پلکان، دمای پوشش چگالنده، دمای سطح گردآورنده، دمای آب شور در نقاط مختلف، ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، ولتاژ و جریان در نقطه ماکزیمم، نرخ تولید آب شیرین و غیره اندازه گیری شده اند. با نوشتن بالانس انرژی و اگزرژی برای حجم کنترل کل سیستم، راندمان انرژی و اگزرژی سیستم بر حسب پارامترهای جوی و عملکردی معرفی شده است. از انجام سه آزمایش اول دبی جریان مناسب 1 لیتر بر دقیقه به دست آمد چون این دبی کمترین ضخامت آب شور روی پله ها و بیشترین نرخ تولید آب شرین را در اختیار می گذارد. لذا سایر آزمایش ها با دبی 1 لیتر بر دقیقه انجام شده است. نتایج نشان می دهند که بیشترین میزان تولید آب شیرین مربوط به حالت آب شیرین کن متصل به گردآورنده فتوولتاییک حرارتی با دبی 1 لیتر بر دقیقه است. بیشترین توان الکتریکی خروجی مربوط به حالت آب شیرین کن با چگالنده فتوولتاییک می باشد. که دلیل این موضوع خنک کاری مستقیم پانل فتوولتاییک توسط قطرات تقطیر شده آب زیر آن می باشد. ولی این حالت کمترین نرخ تولید آب شیرین را دارد چون سطح عبور خورشیدی به دلیل وجود سلول های خورشیدی مات کاهش می یابد. در یک دبی جریان مشابه پیش گرمایش آب شور توسط گردآورنده فتوولتاییک حرارتی در قبل از ورود به آب شیرین کن پلکانی می تواند میزان تولید آب شیرین را تا حدود 2 برابر افزایش دهد. حداکثر راندمان انرژی و اگزرژی آزمایشگاهی به ترتیب در حدود 19% و 6% می باشد.