تحلیل حرارتی، الکتریکی و اکسرژی یک گردآورنده فتوولتائیک حرارتی سهموی خطی

در مقاله حاضر به بررسی عملکرد انرژی و اکسرژی یک گردآورنده ی فتوولتائیک حرارتی سهموی خطی پرداخته شده است. بدین منظور تعادل انرژی برای قسمت های مختلف سیستم نوشته شده است. یک دستگاه معادلات جبری غیرخطی برای دمای قسمت های مختلف سیستم به دست آمده است. دستگاه معادلات با نرم افزار حل گردیده است. از حل عددی دستگاه مذکور دماهای مانند دمای صفحه بالای گیرنده، دمای مدول فتوولتائیک ، دمای لایحه فلزی دمای سیال خروجی و دمای متمرکز کننده حاصل شده است. به دلیل حضور بازدهی الکتریکی در معادلات حاصل از تعادل انرژی، تحلیل حرارتی گردآورنده به تحلیل الکتریکی آن وابسته می باشد. از مدل چهار پارامتری جریان - ولتاژ برای تحلیل الکتریکی استفاده شده است. با نوشتن تعادل اکسرژی برای حجم کنترل کلی سیستم و معرفی مؤلفه های مختلف اکسرژی در سیستم، بازدهی اکسرژی یوهان معرفی شده است. نتایج شبیه سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با نتایج تحقیقات گذشته می باشد. در انتها مطالعات پارامتری انجام شده است و تأثیر پارامترهای مختلف طراحی و عملکردی روی بازدهی حرارتی، بازدهی الکتریکی و بازدهی اکسرژی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که عملکرد سیستم از منظر انرژی و اکسرژی حتی وقتی دمای سیال بالا است بسیار عالی می باشد. همچنین یک دبی بهینه برای سیستم وجود دارد که در مقادیر بالاتر از آن بازدهی اکسرژی افت می یابد. از سوی دیگر، سیستم نسبت به تابش دریافتی حساس است. باید کاریه سطح بالای گیرنده تابش جذب شده کاهش، بازدهی الکتریکی افزایش و بازدهی حرارتی کاهش می یابد. بنابراین استفاده از سیستم بستگی به نوع کاربرد آن دارد.

Keywords:

انرژی خورشیدی , گردآورنده سهموی ختی , تحلیل حرارتی , تحلیل الکتریکی , تحلیل اکسرژی