شبیه‌سازی و ارزیابی تجربی عملکرد متمرکزکننده سهموی خطی مجهز به سامانه فتوولتاییک- حرارتی

سلول‌های فتوولتاییک مجهز به جمع‌کننده حرارتی می‌توانند انرژی خورشیدی را به صورت‌های الکتریکی، حرارتی و ترکیبی از این انرژی تبدیل نماید. در این پژوهش یک سامانه متمرکزکننده سهموی خطی مجهز به سلول‌های فتوولتاییک در نرم‌افزار optic ray tracing شبیه‌سازی نوری و در نرم‌افزار solidworks شبیه‌سازی حرارتی صورت گرفت و نتایج آن با ارزیابی تجربی مقایسه شد. شبیه‌سازی جمع‌کننده حرارتی در سامانه ترکیبی فتوولتاییک حرارتی با دو آرایش طولی و عرضی و در 4 سطح قطر داخلی لوله‌ها (8، 10، 12 و 14میلی‌متر) و در سه سطح دبی (1، 2 و 3لیتر بر دقیقه) انجام شد. نتایج شبیه‌سازی دو آرایش طولی و عرضی لوله‌ها نشان داد که بازده حرارتی در چینش طولی بهتر از چینش عرضی بود. همچنین نتایج به‌دست آمده نشان داد که با افزایش قطر لوله‌ها از 8 تا 120میلی‌متر روند تغییرات بازده حرارتی افزایشی و از قطر 12 تا 14میلی‌متر تغییرات چندانی در بازده حرارتی مشاهده نشد. افزایش دبی سیال از 1 به 3لیتر بر دقیقه راندمان حرارتی به دلیل کاهش تلفات حرارتی و راندمان الکتریکی به دلیل کاهش دمای سطح سلول فتوولتاییک افزایش یافت. با توجه به نتایج شبیه‌سازی سامانه مورد نظر با قطر لوله 10میلی‌متر ساخته شد و آزمایش‌های میدانی با سرعت جریان دبی سیال 3لیتر بر دقیقه انجام شد. مقایسه نتایج شبیه‌سازی و ارزیابی تجربی نشان داد که بیشینه راندمان حرارتی و الکتریکی برای داده‌های شبیه‌سازی به ترتیب 61/18 و 12/58% و برای داده‌های میدانی 58/14% و 12/03% به دست آمد.

Simulation and Experimental Evaluation of Linear Parabolic Concentrator Equipped with Photovoltaic-Thermal System

Now a day most countries are interested in renewable energy due to the many problems with fossil fuel use. One of the best types of renewable energies is solar energy and can be produced in electrical, thermal and hybrid forms by photovoltaic cells equipped with thermal collectors. In this research a systemLinear parabolic focusers equipped with photovoltaic cells were designed and simulated in Optic Ray Tracing and Solidworks software and compared with experimental results. The thermal collector was simulated in a photovoltaicthermal hybrid system with two longitudinal and transverse arrangements with internal diameters of 8 to 14 mm at three discharge levels.Simulation results of two longitudinal and transverse arrangements showed that the thermal efficiency in the longitudinal arrangement was better than the transverse ones. and by increasing diameter from 8 to 12 mm the thermal efficiency increased and the thermal efficiency from 12 to 14 mm alignment of the pipes did not change much. Also by increasing the fluid discharge from 1 to 3 l/min the thermal efficiency due to the decrease in thermal losses and the electrical efficiency due to the decrease in temperature Photovoltaic cell surface increased. Comparison of the simulation results and the experimental evaluation showed that the maximum thermal and electrical efficiency for the data Simulations were 61.18% and 12.58%, respectively, and for field data is calculated 58.14% and 12.03%, respectively.