مقایسه انواع آب گرم کن های خورشیدی فتوولتائیک/ حرارتی
چکیده
کاربردهای اصلی انرژی خورشیدی، در کلکتورهای خورشیدی جهت تولید انرژی حرارتی و پنل های فتوولتائیک جهت تولید انرژی الکتریکی است. پنل فتوولتائیک بخش کمی از تابش خورشیدی جذب شده را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و بقیه آن را به صورت انرژی حرارتی و بازتاب، تلف می کند که باعث بالا رفتن دمای پنل و کاهش راندمان الکتریکی آن می شود. سیستم های فتوولتائیک / حرارتی (pv/t) با گردش سیالی مانند آب یا هوا در اطراف پنل ها، انرژی حرارتی اتلافی را احیا کرده و مورد استفاده قرار می دهند. امروزه جهان به علت محدودیت منابع فسیلی، به منظور تأمین انرژی به سمت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی جهت گیری نموده است. یکی از زمینه های کاربرد انرژی خورشیدی، استفاده در سیستم های سرمایش و گرمایش خانگی و هم چنین تولید الکتریسیته توسط سیستم فتوولتائیک می باشد. در این تحقیق، عملکرد یک سیستم فتوولتائیک با اندازه گیری دماهای نقاط مختلف سطح خارجی آن، ولتاژ و شدت جریان و محاسبه توان تولیدی و راندمان الکتریکی آن، بررسی شده و در ادامه تأثیر دمای سطح خارجی پنل بر روی راندمان آن، مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس با فرض جایگزینی پنل فتوولتائیک / حرارتی به جای یکی از کلکتورهای آب گرم کن خورشیدی و استفاده از آن به عنوان پیش گرم برای افزایش دمای سیال عامل ورودی به کلکتور دوم آب گرم کن، بررسی هایی صورت گرفته است. هم چنین در این تحقیق راندمان یک مدل خانگی آب گرم کن خورشیدی ترموسیفون با دو کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره دوجداره با ظرفیت 200 لیتر، به صورت آزمایشگاهی بررسی شده و در دو فصل پاییز و تابستان با هم مقایسه شده است. آب و گلایکول )ضد یخ( به عنوان سیال عامل در آب گرم کن مذکور به صورت ترموسیفون و با 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، 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 پائیز و تابستان در شهر تهران اندازه گیری و دبی جریان ترموسیفون، انرژی حرارتی آب مصرفی و راندمان کل آب گرم کن مذکور محاسبه شده و نمودارهای مربوطه نسبت به زمان ارائه شده اند. نتایج نشان می دهند که بالاترین اختلاف دمای آب مصرفی در روزهای آفتابی بین فصول پاییز و تابستان حدود 22 درجه سانتی گراد می باشد. در انتها عملکرد این دو مدل آب گرم کن از نظر تولید انرژی با هم مقایسه شده اند.