مطالعه آزمایشگاهی خشک‌کن فروسرخ- خورشیدی با سامانه فتوولتائیک- حرارتی

در مطالعه حاضر یک خشک‌کن فروسرخ خورشیدی که انرژی آن به‌وسیله یک سیستم فتوولتائیک حرارتی تامین می‌شد، در دانشگاه شهید باهنر کرمان طراحی، ساخت و مورد آزمایش قرار گرفت. زمان و دمای خشک‌شدن و مقدار انرژی الکتریکی مصرفی در حین فرآیند خشک‌شدن برای برش‌های سیب‌زمینی با ضخامت 3 و 7میلی‌متر در سیستم خشک‌کن ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. پارامتر کنترل‌شده در این تحقیق، میزان دبی هوای ورودی به سیستم فتوولتائیک حرارتی بود که تامین این مقادیر مختلف دبی توسط یک فن انجام گرفت. انرژی الکتریکی این فن به‌صورت مستقیم از پنل‌های فتوولتائیک تامین شد و مقدار باقی‌مانده انرژی الکتریکی تولیدی توسط پنل‌ها به یک منبع تابشی فروسرخ جهت خشک‌کردن محصول انتقال یافت. بررسی‌ها نشان داد که بهترین شرایط خشک‌کردن در دبی 0/004کیلوگرم بر ثانیه همراه با منبع تابشی است. مزیت قابل توجه این سامانه در مقایسه با سامانه‌هایی که فقط از منبع تابشی یا فقط از هوای داغ استفاده می‌کنند و همچنین سامانه‌هایی که بخشی از انرژی الکتریکی یا کل انرژی الکتریکی سامانه توسط جریان برق شهر تامین می‌شود، کاهش قابل توجه زمان فرآیند خشک‌شدن و انرژی مصرفی، و همچنین تامین کل انرژی مصرفی آن توسط انرژی خورشیدی است. همچنین این سامانه به‌صورتی طراحی شد که گرمای پنل‌های فتوولتائیک به هوای ورودی جمع‌کننده فتوولتائیک حرارتی منتقل شود و باعث افزایش دمای هوای عبوری و کاهش دمای پنل‌ها شود تا بازده حرارتی و الکتریکی سیستم فتوولتائیک حرارتی افزایش یابد.

Experimental Study of an Infrared-Solar Dryer Powered by a Photovoltaic-Thermal System

In the current study, an infraredsolar dryer powered by a photovoltaicthermal system was designed, manufactured and tested in the Shahid Bahonar University of Kerman. The drying time, temperature, and the amount of electrical energy consumed during the drying process were investigated for potato slices with thicknesses of 3 and 7mm in the dryer. The amount of airflow rate in the photovoltaicthermal system, which was supplied by a fan, was controlled during the experiments. The power of this fan was supplied directly from photovoltaic panels and the remaining amount of electrical energy produced by the panels was transferred to an infrared radiation source for drying the product. The results showed that the best drying condition is at 0.004kg/s with the radiation source. The significant advantage of this system compared to systems that use only the radiating source or hot air, as well as systems that part of their electricity or total electricity is provided by the city's electricity, is a significant reduction in time of drying process and energy consumption, along with is that the total energy for the drying process is provided by solar energy. The system was also designed to transfer the heat of the photovoltaic panels to the inlet air of photovoltaicthermal collector to increase the temperature of the air and decrease the photovoltaic temperature and therefore to improve the thermal and electrical energy efficiency.