پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 427 |
| تعداد مقالات | 5,557 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,708,047 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,669,478 |
بررسی آزمایشگاهی بهبود عملکرد خنک سازی یک ماژول فتوولتائیک با استفاده از ماده تغییر فاز-نانوذرات اکسید مس | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 1، دوره 52، شماره 2، اردیبهشت 1399، صفحه 281-296 اصل مقاله (2.02 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2018.14288.5830 | ||
| نویسنده | ||
| ابراهیم ابراهیمی* | ||
| 1- استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مطالعه، تاثیر استفاده از ترکیب یک ماده تغییر فاز دهنده و نانوذرات اکسید مس به عنوان عامل خنک‌ساز بر روی عملکرد یک ماژول فتوولتائیک به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ماده تغییر فاز که در محفظه پشت ماژول قرار گرفته و از طریق میلی لوله‌های مارپیچی با آب سرد خنکسازی شده است. ماده تغییر فاز دهنده به دلیل دریافت مقدار زیادی ازگرمای سطح ماژول و درنتیجه کنترل ظرفیت حرارتی سیستم به افزایش راندمان آن کمک می‌کند. اثر غلظت نانوذرات اکسید مس )5/0 تا 4 درصد وزنی( و مقدار ماده تغییر فاز )1/25 تا 2 کیلوگرم( بر پارامترهای مختلف مانند دمای سطح ماژول، افزایش توان بیشینه و بازده خنکسازی ماژول فتوولتائیک مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که استفاده از ماده تغییر فاز دهنده خالص به طور چشمگیری باعث کاهش دمای سطح ماژول ازºC 58/34 بهºC 51/7 شده است. همچنین، داده‌ها نشان داد که افزودن نانوذرات اکسید مس به ماده تغییر فاز دهنده خالص منجر به افزایش بازده خنکسازی و توان تولیدی از ماژول شده است. افزایش وزن ماده تغییر فاز دهنده خالص وترکیب آن با اکسید مس 4 %ازkg 1 بهkg 25/2 منجر به کاهش دمای سطح ماژول به ترتیب از 51/7 بهºC 48/1 و از 45 بهºC 42/9 شده است. همچنین، با افزایش غلظت نانوذرات در ماده تغییر فاز دهنده، بازده خنکسازی و مقدار توان تولیدی افزایش یافته و بالاترین مقادیر آنها به ترتیب برابر% 22/87 وW 3/46 مربوط به حالت استفاده از kg 2/25 ماده تغییر فاز دهنده و اکسید مس 4 %می‌باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مواد تغییر فازدهنده؛ فتوولتائیک؛ اکسید مس؛ خنک سازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Investigation of Cooling Performance Enhancement of a Photovoltaic Module Using a Phase Change Material-CuO Nanoparticles | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ebrahim Ebrahimi | ||
| Department of Mechanical Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this work, the effect of using the mixture of a phase change material and CuO nanoparticles as a cooling agent on the performance of a photovoltaic module has been investigated experimentally. The phase change material located in a chamber at the backside of the module is cooled with spiral copper tubes. Phase change material due to absorbing a lot of heat from the surface of the module and control the heat capacitance of the system causes to raising its overall efficiency. The effect of CuO nanoparticles concentration (0.5-4% wt.) and the weight of phase change material (1-2.25 kg) on the different parameters such as the surface temperature of the photovoltaic module, increase in maximum power and cooling efficiency have been investigated. Results show that using pure phase change material significantly causes to decrease in the surface temperature of the module from 58.34 ºC to 51.7 ºC. In addition, data depicted that adding CuO nanoparticles to the pure phase change material results in increasing the cooling efficiency and the produced power. Increasing the weight of pure phase change material and the mixture of phase change material -4% CuO from 1 kg to 2.25 kg results in a decrease in the surface temperature of the photovoltaic module from 51.7 ºC to 48.1 ºC and 45 ºC to 42.9 ºC, respectively. In addition, by increasing the nanoparticles in phase change material, cooling efficiency and the produced power are increased and the highest values are 22.87% and 3.46 W attributed to the layout of using 2.25 kg phase change material and 4% CuO. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Phase change material, Photovoltaic, CuO, cooling | ||
| مراجع | ||
|
[1] Al-Waeli AH, Sopian K, Chaichan MT, Kazem HA, Hasan HA, Al-Shamani AN. An experimental investigation of SiC nanofluid as a base-fluid for a photovoltaic thermal PV/T system. Energy Convers Manage 2017; 142: 547-558. [2] Chandel S, Agarwal T. Review of cooling techniques using phase change materials for enhancing efficiency of photovoltaic power systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2017; 73: 1342-1351. [3] Kazem HA, Al-Badi HA, Al Busaidi AS, Chaichan MT. Optimum design and evaluation of hybrid solar/wind/ diesel power system for Masirah Island. Environ Dev Sustain 2017; 19(5): 1761-1778. [4] Popovici CG, Hudişteanu SV, Mateescu TD, Cherecheş N-C. Efficiency improvement of photovoltaic panels by using air cooled heat sinks. Energy Procedia 2016; 85: 425-432. [5] Emam M, Ookawara S, Ahmed M. Performance study and analysis of an inclined concentrated photovoltaic- phase change material system. Sol Energy 2017; 150: 229-245. [6] Kalogirou SA, Tripanagnostopoulos Y. Hybrid PV/T solar systems for domestic hot water and electricity production. Energy Convers Manage 2006; 47(18-19): 3368-3382. [7] Sardarabadi M, Passandideh-Fard M, Heris SZ. Experimental investigation of the effects of silica/water nanofluid on PV/T (photovoltaic thermal units). Energy 2014; 66: 264-272. [8] Ghadiri M, Sardarabadi M, Pasandideh-fard M, Moghadam AJ. Experimental investigation of a PVT system performance using nano ferrofluids. Energy Convers Manage 2015; 103: 468-476. [9] Barrau J, Rosell J, Chemisana D, Tadrist L, Ibáñez M. Effect of a hybrid jet impingement/micro-channel cooling device on the performance of densely packed PV cells under high concentration. Sol Energy 2011; 85(11): 2655-2665. [10] Bahaidarah H, Subhan A, Gandhidasan P, Rehman S. Performance evaluation of a PV (photovoltaic) module by back surface water cooling for hot climatic conditions. Energy 2013; 59: 445-453. [11] Preet S, Bhushan B, Mahajan T. Experimental investigation of water based photovoltaic/thermal (PV/T) system with and without phase change material (PCM). Sol Energy 2017; 155: 1104-1120. [12] Klemm T, Hassabou A, Abdallah A, Andersen O. Thermal energy storage with phase change materials to increase the efficiency of solar photovoltaic modules. Energy Procedia 2017; 135: 193-202. [13] Karthick A, Murugavel KK, Ramanan P. Performance enhancement of a building-integrated photovoltaic module using phase change material. Energy 2018; 142:803-812. [14] Preet S. Water and phase change material based photovoltaic thermal management systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018; 82: 791-807. [15] Nižetić S, Arıcı M, Bilgin F, Grubišić-Čabo F. Investigation of pork fat as potential novel phase change material for passive cooling applications in photovoltaics. J of Clean Prod 2018; 170: 1006-1016. [16] Su Y, Zhang Y, Shu L. Experimental study of using phase change material cooling in a solar tracking concentrated photovoltaic-thermal system. Sol Energy 2018; 159: 777-785. [17] Karunamurthy K, Murugumohankumar K, Suresh S. Use of CuO nano-material for the improvement of thermal conductivity and performance of low temperature energy storage system of solar pond. Digest J Nano Mater Bio Struct 2012; 7(4): 1833-1841. [18] Sardarabadi M, Passandideh-Fard M, Maghrebi M-J, Ghazikhani M. Experimental study of using both ZnO/ water nanofluid and phase change material (PCM) in photovoltaic thermal systems. Sol Energy Mater Sol Cells 2017; 161: 62-69. [19] Mousavi Baegi Seyed Reza, Sadrameli Seyed Mojtaba, Designs and Builds a Cooling System to Increase the Efficiency of Photovoltaic Panels Using Changing Phase Materials. Sharif Mechanical Engineering Journal, Volume 3-23, Number 1, pp. 77-82 (2016).(in Persian) [20] Chandrasekar M, Suresh S, Senthilkumar T. Passive cooling of standalone flat PV module with cotton wick structures. Energy Convers Manage 2013; 71: 43-50. [21] Karami E, Rahimi M, Azimi N. Convective heat transfer enhancement in a pitted microchannel by stimulation of magnetic nanoparticles. Chem Eng Process 2018; 126: 156-167. [22] Rostami Z, Rahimi M, Azimi N. Using high-frequency ultrasound waves and nanofluid for increasing the efficiency and cooling performance of a PV module. Energy Convers Manage 2018; 160: 141-149. [23] Karami N, Rahimi M. Heat transfer enhancement in a PV cell using Boehmite nanofluid. Energy Convers Manage 2014; 86: 275-285. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 782 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,272 |
||