Numerical And Experimental Investigation Of Uniform Cooling Techniques For Photovoltaic Panel.
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
يعتبر تبريد الخلايا الضوئية مفتاحا رئيسيا للوصول للأداء الأمثل للخلايا الضوئية. درجة الحرارة المنخفضة والمنتظمة من أهم الاعتبارات الرئيسية في تصميم نظام التبريد لهذه الخلايا. تأتي الحاجة لنظام تبريد يوفر توزيع حرارة منتظم بسبب عدم التوزيع المنتظم لدفق الحرارة الشمسي مما يسبب تباين في درجات حرارة الخلايا الضوئية. هذه المشكلة –عدم الانتظام في درجات الحرارة– لم يتم اعتباره في طرق التبريد التقليدية. الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو تطبيق نموذج رياضي للتبريد المنتظم للخلايا الضوئية والتحقق من النتائج بالتجارب المعملية. للتخلص من تأثر التوزيع الغير منتظم للإشعاع الشمسي الساقط تمت دراسة نظاميّ التبريد بواسطة النفث الصدمي والقناة المتقاربة )اللامة(. أيضا، للمقارنة ولتوضيح تأثير عدم الانتظام في درجات الحرارة تمت دراسة الخلايا من غير نظام للتبريد. تم استخدام طرقة حوسبة الموائع في النمذجة الحرارية لنظام التبريد بواسطة القناة المتقاربة. النموذج الحرارة للنظام بواسطة التبريد بالنفث الصدمي تم تطويره لرصد التأثير على الخصائص الحرارية للخلايا باستخدام معادلات تجريبية لحساب متوسط معامل نقل الحرارة. تم إيجاد القيم المثلى والعملية للأبعاد الهندسية لنظام التبريد بالقناة المتقاربة للوصول للتوزيع المنتظم لدرجات الحرارة. لكل التوليفات المختلفة لنظم التبريد قيد الدراسة، تم تطوير النموذج الحراري بتطبيق قانون حفظ الطاقة. لحساب كمية الإشعاع التي تم امتصاصه بواسط الخلايا تم استخدام نموذج خواص السماء الإشعاعي، بينما تم استخدام نموذج السبعة-أبعاد للتنبؤ بالأداء الكهربي للخلايا الضوئية. تم تركيب وتجهيز التجارب المعملية بكل الأدوات المطلوبة للحصول على القراءات المعملية ولتحليلها. أخيرا، تم عرض مقارنة تحليليه لجميع نظم التبريد قيد الدراسة، والتي تم تأكيد صحتها معمليا، تحت الظروف الجوية لشهري يونيو وديسمبر. أعلى درجة حرارة تم تسجيلها للخلايا غير المبردة هي 38 درجة مئوية. مقارنة بذلك، فانه قد نتج عن تبريد الخلايا بواسطة القناة اللاّمة أن أعلى درجة حرارة للخلايا تم تسجيلها هي 74 درجة، بينما أدى استخدام القناة ذات المقطع المستطيل الى أن تكون أعلى درجة حرارة للخلايا 74.4 درجة. بالنسبة للخلايا .% المبردة بنظام النفث الصدمي، فان أعلى درجة حرارة تم تسجيلها هي 84.3 درجة بكفاءة 74.4 %7.. تبريد الخلايا بواسطة القناة اللاّمة والقناة ذات المقطع المستطيل نتج عنه كفاءات كهربيه 4 7%، على التوالي. التبريد باستخدام النفث الصدمي أدى الى زيادة بمقدار 37 % في القدرة .. و 4 المنتجة مقارنة بالخلايا غير المبردة، بينما كانت الزيادة في القدرة نتيجة لاستخدام لقناة اللاّمة والقناة ذات المقطع المستطيل 44 % و 06 % على التوالي. من ذلك يتضح أن التبريد بنظام لقناة اللاّمة والقناة ذات المقطع لهما نتائج متقاربة، لكن بالرغم من ذلك فان نظام القناة اللاّمة أدى الى الحصول على توزيع للحرارة أكثر انتظاما ولذلك فانه ينصح باستخدامه في أنظمة الخلايا المعرضة للإشعاع الشمسي المركز. أظهرت الدراسة أن التبريد بواسطة النفث الصدمي له الأداء الأفضل مقارنة بالنظم الأخرى للتبريد من ناحية القوة الكهربية المولّدة وكفاءة التحويل، كما ساعد في تقليل درجات الحرارة بصوره ملحوظه وكبيره