基于水的混合光伏系统的计算研究,具有不同的吸收器配置

科学领域:

• 可再生能源系统可再生能源系统
• 热力工程是热力工程中的一个.
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 光伏热 (PVT) 系统将太阳能光伏 (PV) 与太阳能热收集器集成,同时产生电和热.
• 热吸收器对于光伏发电效率至关重要,因为它减轻了光伏发电温度的上升,并捕获了热能.
• 需要先进的热吸收器设计来优化PVT系统的性能.

研究的目的:

• 评估和比较基于水的PVT系统不同吸热器配置.
• 分析拟议的半圆形热吸收器与传统螺旋吸收器的性能.
• 研究不同流量配置对热和电效率的影响.

主要方法:

• 模拟的PVT系统使用了恒定水流率和太阳辐射.
• 使用FLUENT软件的计算流体动力学 (CFD) 用于稳定状态分析.
• 测量的关键参数包括光伏表面温度,水排放温度和恒定环境和入水温度 (299 K) 的压力下降.

主要成果:

• 齐克扎克式热吸收器表现出卓越的性能,实现了最高的出水温度和最低的光伏表面温度.
• 与未冷却的光伏系统相比,齐克扎克吸收式光伏系统的电效率提高了11.97%,热效率提高了76.75%.
• 齐克扎克吸收器PVT系统实现了13.61%的电效率和76.75%的热效率,超过了传统的螺旋吸收器PVT系统 (13.5%电效率,54.8%热效率).

结论:

• 热吸收器通过冷却有效降低光伏表面温度,提高整体系统效率.
• 齐克扎格半圆形吸热器是本研究中发现的最有效的配置.
• 热吸收器PVT系统呈现出一个可行的经济案例,简单的回报时间为4.63年,ROI为28%,可用于未来的PVT系统改进.