Loading...
Experimental Investigation of PVT System Combined with Thermoelectric Module
Mohsenzadeh, Milad | 2015
3910
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 47512 (08)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Mechanical Engineering
- Advisor(s): shafii, Behshad; Saboohi, Yadollah
- Abstract:
- Photovoltaic phenomena is the base of Photovoltaic cells technology that can transform the solar insolation to electricity directly. In this transformation, the solar insolation intensity is the important factor to increase the performance of the Photovoltaic cells but one of the biggest barriers in the extension way of this technology is its more cost that need to be decrease. Concentration of solar radiation method is the best way to increase the performance of Photovoltaic systems and decrease its initial cost. At this project a novel structure of solar parabolic through concentrator is investigated experimentally and analytically. The usage of Thermoelectric module with Photovoltaic cells at the structure of collector make possibility to generate electrical power beside thermal power generation in order to improve the system performance. The results of the analytical simulations represent that the total efficiency can achieve to 62 % and the experimental results indicate that the multi generation of the thermal and electrical power with the efficiencies of 52% and 5%, respectively beside the increment of the production capacity in several times, make this model acceptable to be extended in future studies
- Keywords:
- Photovoltaic System ; Thermoelectric ; Photovoltaic-Thermal System ; Parabolic Through Collector
-
محتواي کتاب
- view
- اظهارنامه
- (اصالت متن و محتوای پایاننامه کارشناسی ارشد)
- چکیده
- چکیده
- فهرست مطالب
- فهرست شکلها
- فصل1 معرفی پژوهش
- 1-1 مقدمه
- 1-1-1 پتانسیل تابش خورشیدی برروی سطح زمین
- 1-1-2 پتانسیل تابش خورشیدی در ایران
- 1-2 انتخاب زمینه اصلی تحقیق
- 1-3 پیشینه پژوهش
- 1-3-1 پیشینه پژوهش در کاربرد همزمان سلولهای فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 1-3-2 مطالعات پیشین در کاربرد سلولهای فوتوولتائیک در سیستمهای متمرکزکننده
- 1-4 نتیجهگیری و بیان مشخصات کامل پژوهش
- 1-1 مقدمه
- فصل2 مبانی نظری حول موضوع پژوهش
- 2-1 مقدمه
- 2-2 سلول فوتوولتائیک
- 2-2-1 تاریخچه سلولهای فوتوولتائیک
- 2-2-2 تئوری پدیده فوتوولتائیک
- 2-2-3 نیمه هادی اتصال (پی-ان)
- 2-2-3-1 ناخالصی نوع منفی
- 2-2-3-2 ناخالصی نوع مثبت
- 2-2-4 دستهبندی نسلهای مختلف سلولهای خورشیدی
- 2-2-4-1 فناوری سیلیسیوم بلورین
- 2-2-4-2 فناوری فیلم نازک
- 2-2-4-3 فناوریهای نوین
- 2-3 سلول ترموالکتریک
- 2-3-1 تاریخچه وکاربرد پدیده ترموالکتریک
- 2-3-2 ساختمان و چگونگی فرایند کار سامانه ترموالکتریک
- 2-3-3 فیزیک حاکم بر پدیدههای ترموالکتریک
- 2-3-4 روابط ترموالکتریکی حاکم بر آرایههای ترموالکتریک
- 2-3-4-1 سرمایش در آرایه خنککننده ترموالکتریک
- 2-3-4-2 تولید توان در آرایه ژنراتور ترموالکتریک
- 2-3-5 تعیین مقادیر خواص فیزیکی ترموالکتریکها
- 2-4 انرژی خورشیدی
- 2-4-1 ثوابت، پارامترها و زوایای خورشیدی
- 2-4-2 محاسبه انرژی تابشی رسیده به زمین
- 2-4-3 تابش خورشیدی خارج از جو
- 2-4-4 تضعیف اتمسفری
- 2-4-5 تابش خورشید بر روی سطح زمین
- 2-4-6 تابش خورشیدی بر روی سطح مایل
- 2-5 کلکتورهای خورشیدی
- 2-5-1 طبقه بندی و تشریح کلکتورهای خورشیدی
- 2-5-1-1 کلکتورهای ثابت
- 2-5-1-2 کلکتورهای متحرک
- 2-5-2 تشریح کلکتور سهموی خطی
- 2-5-2-1 تاریخچه پیدایش کلکتورهای سهموی خطی
- 2-5-2-2 هندسه و ویژگیهای اپتیکی پروفیل سهموی خطی
- 2-5-2-3 بررسی اپتیکی کلکتور سهموی خطی
- 2-5-2-4 راندمان اپتیکی کلکتور سهموی خطی
- 2-5-2-5 لوله جاذب کلکتور سهموی خطی
- 2-5-1 طبقه بندی و تشریح کلکتورهای خورشیدی
- 2-6 دستهبندی روشهای ردیابی خورشیدی
- 2-6-1 دنبالکننده کامل
- 2-6-2 دنبالکننده قطبی
- 2-6-3 دنبالکننده افقی شرقی-غربی
- 2-6-4 دنبالکننده شمالی-جنوبی
- 2-6-5 مقایسه سیستمهای دنبالکننده از نظر مقدار انرژی دریافتی
- فصل3 مدلسازی حرارتی- الکتریکی سیستم ترکیبی
- 3-1 مقدمه
- 3-2 مدلسازی الکتریکی سلول خورشیدی
- 3-3 مدلسازی حرارتی کلکتور خورشیدی
- 3-3-1 بالانس حرارتی روی سطوح کانال جاذب
- 3-3-1-1 همرفت از سطح داخلی لوله جاذب به سیال عامل (qf-pi,conv)
- 3-3-1-2 رسانش از سطح خارج به داخل لوله جاذب (qpo-pi,cond)
- 3-3-2 بالانس حرارتی روی سطوح مدول ترموالکتریک
- 3-3-2-1 حرارت دریافتی از سطح خارجی سلول تی.ای.جی(qH,TEG)
- 3-3-3 بالانس حرارتی روی سطوح مدول فوتوولتائیک
- 3-3-3-1 رسانش از سطح خارج به داخل سلول پی.وی(qco-ci,cond)
- 3-3-3-2 همرفت از سطح خارجی سلول پی.وی به سطح داخلی پوشش شیشهای (qco-gi,Con)
- 3-3-3-3 تابش از سطح خارجی سلول پی.وی به سطح داخلی پوشش شیشهای (qco-gi,Rad)
- 3-3-4 بالانس حرارتی سطوح پوشش شیشهای خارجی کلکتور
- 3-3-4-1 رسانش از سطح داخل به خارج پوشش شیشهای (qgi-go,Cond)
- 3-3-4-2 تابش از سطح خارجی پوشش شیشهای به آسمان (qgo-sky,Rad)
- 3-3-4-3 همرفت از سطح خارجی پوشش شیشهای به هوا (qgo-air,Conv)
- 3-3-4-4 حرارت اتلافی به محیط خارج (qheatloss)
- 3-3-5 الکتریسیته تولید شده در کلکتور خورشیدی
- 3-3-5-1 الکتریسیته تولید شده در سلول فوتوولتائیک (qPV,elec)
- 3-3-5-2 الکتریسیته تولید شده در مدول ترموالکتریک (qTEG,elec )
- 3-3-6 تابش خورشیدی رسیده به کلکتور
- 3-3-1 بالانس حرارتی روی سطوح کانال جاذب
- 3-4 نتایج حاصل از اجرای برنامه کامپیوتری مدل و تحلیل نتایج
- 3-5 نتیجهگیری
- فصل4 ساخت سیستم آزمایشگاهی
- 4-1 مقدمه
- 4-2 عملکرد سیستم آزمایشگاهی
- 4-3 طراحی و ساخت اجزای مختلف سیستم آزمایشگاهی
- 4-3-1 سازه نگهدارنده متمرکزکننده
- 4-3-2 آینه سهموی متمرکزکننده
- 4-3-3 سیستم محرک تک محوره
- 4-3-4 سیستم کنترلی دنبالکننده خورشیدی
- 4-3-5 کانال جاذب و پوشش خارجی کلکتور
- 4-3-6 مدول فوتوولتائیک
- 4-3-7 مدول ترموالکتریک
- 4-3-8 پمپ، شیرکنترلی و اتصالات جریان سیال
- 4-3-9 سیستم های اندازه گیری دما، دبی و تابش خورشید
- 4-4 ساختار نهایی سیستم آزمایشگاهی
- 4-4-1 مدول فوتوولتائیک مرجع
- 4-4-2 مدول ترموالکتریک مرجع
- 4-4-3 سیستم آزمایشگاهی بدون مدول فوتوولتائیک
- 4-4-4 سیستم آزمایشگاهی نهایی
- فصل5 نحوه تست سیستم آزمایشگاهی
- 5-1 مشخصات آب و هوایی و جغرافیایی محل آزمایش:
- 5-2 وضعیت قرارگیری مدلهای آزمایشگاهی
- 5-3 پارامترهای اندازهگیری شده و تجهیزات اندازهگیری
- 5-3-1 تابش دریافتی خورشید
- 5-3-2 اندازهگیری جریان و ولتاژ الکتریکی
- 5-3-3 دما
- 5-3-4 دبی جریان خنککن
- 5-3-5 جهت و زاویه انحراف لوله کلکتور
- 5-4 روش انجام آزمایشهای طراحی شده
- 5-4-1 بررسی میزان تغییرات شدت تابش
- 5-4-2 بررسی دمای سطح مدول فوتوولتائیک به ازای حالتهای مختلف سیستم
- 5-4-3 آزمایش رسم منحنیهای مشخصه مدول فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 5-4-4 آزمایش رسم منحنیهای توان و راندمان الکتریکی مدول فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 5-4-5 آزمایش تعیین راندمان و توان حرارتی سیستم آزمایشگاهی نهایی
- فصل6 نتایج آزمایش و تحلیل آن
- 6-1 ارزیابی شرایط محیطی
- 6-2 ارزیابی تغییرات دمایی سلول فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 6-3 ارزیابی عملکرد الکتریکی
- 6-3-1 ولتاژ و جریان الکتریکی مدلهای آزمایشگاهی
- 6-3-2 منحنیهای مشخصه مدول فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 6-3-3 توان و راندمان الکتریکی مدول فوتوولتائیک و ترموالکتریک
- 6-4 ارزیابی عملکرد حرارتی
- 6-5 ارزیابی عملکرد کلی
- 6-5-1 تحلیل خطا
- 6-5-2 ارزیابی راندمان و ظرفیت تولید کلی
- 6-6 نتیجهگیری و پیشنهاد
- منابع یا مراجع
- پیوست 1: جداول حاصل از آزمایش
