بررسی عملکرد انرژی و اکسرژی گردآورنده فتوولتائیک/ حرارتی متصل به لوله های گرمایی

گردآورنده های فتوولتائیک/حرارتی متصل به لوله های گرمایی می توانند به طور هم زمان انرژی گرمایی و الکتریکی تولید نمایند. این گردآورنده ها در مقایسه با گردآورنده های فتوولتائیک/حرارتی نوع آب در نواحی سرد بدون یخ زدگی کار می کنند. در تحقیق حاضر عملکرد انرژی و اکسرژی یک گردآورنده فتوولتائیک حرارتی متصل به لوله های گرمایی به طور عددی بررسی شده است. هدف از مدل سازی عددی سیستم یافتن روابط و معادلاتی است که بتواند پارامترهای عملکردی ورودی به گردآورنده را به پارامترهای خروجی آن مرتبط سازد. پارامترهای عملکردی ورودی به سیستم شامل دبی جرمی جریان آب، دمای آب ورودی، دمای محیط، شدت تابش خورشیدی، سرعت باد و پارمترهای خروجی سیستم شامل دمای آب خروجی، دمای مدول فتوولتائیک، دمای صفحه جاذب، ولتاژ و جریان در نقطه توان ماکزیمم و می باشد. بدین منظور بالانس انرژی برای قسمت های مختلف سیستم شامل مدول فتوولتائیک، صفحه جاذب، مبدل آب نوشته شده است. یک دستگاه از معادلات غیر خطی حاصل شده است که توسط یک برنامه کامپیوتری که در محیط متلب نوشته شده است حل شده اند. راندمان های حرارتی، الکتریکی و انرژی کلی سیستم نیز معرفی شده اند. با نوشتن بالانس اکسرژی برای حجم کنترل کلی گردآورنده و معرفی مولفه های مختلف اکسرژی در آن راندمان اکسرژی سیستم به دست آمده است. نتایج مدل سازی عددی در توافق خوبی با داده های آزمایشگاهی تحقیقات گذشته می باشد. در انتها مطالعات پارامتری انجام شده است و تاثیر پارامترهای مختلف عملکردی، جوی و طراحی روی عملکرد انرژی و اکسرژی سیستم بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که یک دبی جریان مطلوبی برای سیستم وجود دارد که مقدار آن حدود 07/0 کیلوگرم بر ثانیه می باشد و در آن راندمان اکسرژی مقدار 8/11% را دارد. همچنین افزایش سرعت باد و دمای محیط تاثیر اندکی بر روی راندمان های انرژی کل، حرارتی، الکتریکی و اکسرژی سیستم دارند. شدت تابش خورشیدی باعث افزایش راندمان های حرارتی، انرژی کل و اکسرژی می شود اما راندمان الکتریکی تغییر محسوسی نمی یابد.