تحلیل اثر هندسه جاذب گرمایی با بکارگیری مبردهای نانوسیال و مواد تغییر فاز دهنده میکروکپسوله بر عملکردهای پنل های فتوولتایی-گرمایی

در این مقاله به منظور بهبود عملکرد پنل فتوولتاییگرمایی از طریق مدیریت گرما، اثر چهار هندسه مختلف برای لوله‌های خنک‌کن شامل لوله دایروی مستقیم، لوله دایروی موج سینوسی، مجرای مستطیلی زیکزاکی، مجرای مستطیلی پله‌ای، و همچنین اثر نوع مبرد، و میزان دبی مبرد بر توزیع دمای پنل و راندمان الکتریکی و گرمایی آن از طریق مدلسازی عددی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که مجرای پله‌ای بهترین عملکرد را دارد، به طوریکه راندمان گرمایی و الکتریکیش به ترتیب 15.2% و 2.2% نسبت به لوله دایروی مستقیم افزایش یافته است. البته میزان افت هد نیز در مجرای پله‌ای 2.6 برابر نسبت به لوله دایروی مستقیم افزایش داشته است. نتایج همچنین حاکی از آن است که استفاده از سیال با مواد تغییرفاز دهنده‌ی میکرو کپسوله شده سبب افزایش راندمان گرمایی تا حدود 40% نسبت به آب می‌شود در حالیکه استفاده از نانوسیال نقره حدود 28% راندمان گرمایی را بهبود می‌بخشد. افزایش دبی مبرد نیز سبب بهبود ضریب انتقال گرما شده که منجر به کاهش میانگین دمای سطح پنل حدود oc6.4 و oc7.5 به ترتیب در لوله دایروی مستقیم و مجرای پله‌ای  می‌شود.

Investigation of heat absorber geometry effect using nanofluid and Microencapsulated ‎PCM on the photovoltaic-thermal (PV/T) panel performance‏ ‏

To improve the performance of photovoltaicthermal (PV/T) system through thermal management, the effects of four different ‎geometry of cooling pipes including circular direct pipe (CDP), circular sinusoidal pipe (CSP), rectangular zigzag duct (RZD), ‎and rectangular step duct (RSD), type of refrigerant, and flow rate are investigated on the temperature distribution, thermal, and ‎electrical efficiencies through numerical modeling in this paper. The results show that RSD has the best performance, so that the ‎thermal and electrical efficiencies have been improved by 15.2% and 2.2%, respectively. On the other hand, the fluid head loss ‎in RSD is increased by about 2.6 times compared to that of CDP. The results also indicate that microencapsulated phase change ‎material (MPCM) fluid leads to an increase in the thermal efficiency of about 40% respect to the water, however, Ag nanofluid ‎just improves the thermal efficiency by 28%. Increasing the flow rate of refrigerant also caused to enhance the heat transfer ‎coefficient and leads to a decrease in the average surface temperature of the PV panel by 6.4oC and 7.5oC in CDP and RSD, ‎respectively.‎