بررسی مقایسه ای آبگرمکن خورشیدی فتوولتاییک / حرارتی برای ساختمان ها توسط نرم افزار (TRNSYS)

یکی از زمینه های کاربرد انرژی خورشیدی، استفاده در سیستم های سرمایش و گرمایش خانگی و همچنین تولید الکتریسیته توسط سیستم فتوولتاییک می باشد. سلول های فتوولتاییک 4 تا 17 درصد از تابش دریافتی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و بیش از 50 درصد انرژی خورشیدی به گرما تبدیل می شود. در این تحقیق راندمان یک مدل خانگی آبگرمکن خورشیدی ترموسیفون با دو کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره دو جداره با ظرفیت 200 لیتر، به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. آب و گلایکول (ضد یخ) به عنوان سیال عامل در آبگرمکن مذکور به صورت ترموسیفون و یا جابجایی آزاد به گردش در آمده و موجب افزایش دمای آب مصرفی می شود. آب مصرفی در طول مدت زمان آزمایش تخلیه نشده است. در این تحقیق شدت تابش خورشید، اثر دبی های مختلف سیال خنک کننده بر عملکرد سامانه، دماهای سیال عامل ورودی و خروجی کلکتورها، دمای آب شهر، دماهای آب مصرفی در نقاط مختلف داخل مخزن ذخیره و دمای محیط برای روزهای آفتابی و ابری در فصل پاییز در شهر تهران به وسیله شبیه سازی توسط نرم افزار TRNSYS می باشد. در آخر نیز با فرض جایگزینی پنل فتوولتاییک / حرارتی به جای یکی از کلکتور های آب گرم کن خورشیدی و استفاده از آن به عنوان پیش گرم برای افزایش دمای سیال عامل ورودی به کلکتور دوم آبگرمکن، توان تولیدی و راندمان الکتریکی پنل فتوولتاییک / حرارتی جدید، مورد ارزیابی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهند که بالاترین دمای آب مصرفی در روزهای آفتابی فصل پاییز برابر 60 درجه سانتی گراد و در روزهای ابری برابر 50 درجه سانتی گراد می باشد. میزان راندمان کل آبگرمکن خورشیدی ترموسیفون به طور متوسط در طول ماه مهر سال 1395 حدود 45% خواهد بود که علت این امر وجود شرایط ابری و بارانی در اکثر روزهای ماه مهر و همچنین پایین بودن میزان شدت تابش خورشید و عدم گرمای مناسب می باشد. بالاترین راندمان پنل فتوولتاییک در روزهای آفتابی فصل پاییز 5/13% و در روزهای ابری 6/11% می باشد که علت این کاهش راندمان نسبت به شرایط ایده آل، بالا بودن دمای سطح خارجی پنل می باشد که با خنک نمودن پنل و استفاده از آن به عنوان پیش گرم در آبگرمکن، می توان راندمان پنل فتوولتاییک / حرارتی را تا حدود 14% افزایش داد

Keywords:

بازده حرارتی , سیستم فتوولتاییک , آبگرمکن ترموسیفون , نرم افزار TRNSYS