نوع مقاله : مقاله پژوهشی لاتین
نویسندگان
1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
2 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
رشد سریع جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای انرژی، همراه با نیاز فوری به حفاظت از محیطزیست، محققان را بر آن داشته است تا منابع انرژی تجدیدپذیر را بهعنوان جایگزینی مناسب برای سوختهای فسیلی تجدیدناپذیر بررسی کنند. این مطالعه بهبود عملکرد سیستمهای فتوولتاییک حرارتی (PVT) را با استفاده از روش خنککننده غوطهوری با نانوسیالهای اکسید مس ارزیابی میکند. دستگاه آزمایشی شامل یک محفظه شیشهای بود که سطح پنل خورشیدی در زیر آن غوطهور شده بود. آزمایشها در نسبت حجمی نانوسیال 0.0250% و 0.05% و نرخ جریان 0.01 و 0.02 لیتر در ثانیه انجام شد. ارتفاع غوطهور شدن در داخل محفظه شیشهای 5 سانتیمتر بود. آزمایشها در شرایط محیطی که شامل دمای محیط 20.6-31.2 درجه سلسیوس و تابش 343-924 وات بر مترمربع انجام شد. نتایج نشان داد که نانوسیالهای اکسید مس در نسبت حجمی 0.05 درصد و سرعت جریان 0.02 لیتر بر ثانیه، راندمان حرارتی را به 31.87 درصد بهبود داده و دمای سطح پانل را تا 11.8 درجه سلسیوس در مقایسه با خنککننده آب کاهش داده است. همچنین راندمان الکتریکی سامانه PVT از پنل مرجع فراتر رفت. راندمان کلی سیستم PVT به 41.89 درصد رسید. این یافتهها پتانسیل خنکسازی مبتنی بر نانوسیال را برای بهینهسازی راندمان سامانه PVT با افزایش مدیریت حرارتی نشان میدهد.
کلیدواژهها
موضوعات
©2025 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0).
- Ahmadi, M., Samimi Akhijahani, H., & Salami, P. (2024). Evaluation the performance of drying efficiency and energy efficiency of a solar dryer quipped with phase change materials and air recirculation system. Iranian Food Science and Technology Research Journal, 20(2), 199-216. https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.79695.1218
- Ahmed, A., Baig, H., Sundaram, S., & Mallick, T. K. (2019). Use of nanofluids in solar PVThermal systems. International Journal of Photoenergy, https://doi.org/10.1155/2019/8039129
- Al-Ezzi, A. S., & Ansari, M. N. M. (2022). Photovoltaic solar cells: A review. Applied System Innovation, 5(4), 67. https://doi.org/10.3390/asi5040067
- Al-Ghezi, M. K., Abass, K. I., Salam, A. Q., Jawad, R. S., & Kazem, H. A. (2021, August). The possibilities of using nano-CuO as coolants for PVT system: An experimental study. Journal of Physics: Conference Series, 1973(1), 012123. IOP Publishing.
- Alktranee, M., Shehab, M. A., Németh, Z., Bencs, P., & Hernadi, K. (2023). Experimental study for improving photovoltaic thermal system performance using hybrid titanium oxide-copper oxide nanofluid. Arabian Journal of Chemistry, 16(9), 105102. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2023.105102
- Allaker, R. P., & Yuan, Z. (2019). Chapter 10 - Nanoparticles and the control of oral biofilms. PP 243-275 in K. Subramani and W. Ahmed eds. Micro and Nano Technologies, Nanobiomaterials in Clinical Dentistry (Second Edition), Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815886-9.00010-3
- Amalraj, S., & Michael, P. A. (2019). Synthesis and characterization of Al2O3 and CuO nanoparticles into nanofluids for solar panel applications. Results in Physics, 15, 102797. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102797
- Arefin, M. A. (2019). Analysis of an integrated photovoltaic thermal system by top surface natural circulation of water. Frontiers in Energy Research, 7, 97. https://doi.org/10.3389/fenrg.2019.00097
- Brahim, T., & Jemni, A. (2017). Economical assessment and applications of photovoltaic/thermal hybrid solar technology: A review. Solar Energy, 153, 540-561. https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.05.081
- Dubey, S., Sarvaiya, J. N., & Seshadri, B. (2013). Temperature dependent photovoltaic (PV) efficiency and its effect on PV production in the world–a review. Energy Procedia, 33, 311-321. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.072
- Elias, B. H., AlSadoon, S. H. M., & Abdulgafar, S. A. (2014). Modeling and Simulation of Photovoltaic Module Considering an Ideal Solar Cell. International Journal of Advanced Research in Physical Science, 1(3), 9-18.
- Haidar, Z. A., Orfi, J., & Kaneesamkandi, Z. (2018). Experimental investigation of evaporative cooling for enhancing photovoltaic panels’ efficiency. Results in Physics, 11, 690-697. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.10.016
- Idoko, L., Anaya-Lara, O., & McDonald, A. (2018). Enhancing PV modules efficiency and power output using multi-concept cooling technique. Energy Reports, 4, 357-369. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2018.05.004
- Joshi, S. S., Andhare, A. M., Bhave, N. A., & Gudadhe, N. P. (2019). Thermal management of photovoltaic systems: Case studies. Journal of Physics: Conference Series, 1240(1), 012021. IOP Publishing.
- Khalili, Z., & Sheikholeslami, M. (2024). Simulation of CuO-water nanofluid flow for cooling of solar photovoltaic module. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 1-12. https://doi.org/10.1080/10407782.2024.2350028
- Madas, S. R., Narayanan, R., & Gudimetla, P. (2023). Numerical investigation on the optimum performance output of photovoltaic thermal (PVT) systems using nano-copper oxide (CuO) coolant. Solar Energy, 255, 222-235. https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.02.035
- Mirzaee, P., Salami, P., Samimi Akhijahani, H., & Zareei, S. (2023). Life cycle assessment, energy and exergy analysis in an indirect cabinet solar dryer equipped with phase change materials. Journal of Energy Storage, 61, 106760. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.106760
- Mohammadi Sarduei, M., Mortezapour, H., & Jafari Naeimi, K. (2017). Numerical analysis of using hybrid photovoltaic-thermal solar water heater in Iran. Journal of Agricultural Machinery, 7(1), 221-233. https://doi.org/10.22067/jam.v7i1.47426
- Pordanjani, A. H., Aghakhani, S., Afrand, M., Sharifpur, M., Meyer, J. P., Xu, H., …, & Cheraghian, G. (2021). Nanofluids: Physical phenomena, applications in thermal systems and the environmental effects—a critical review. Journal of Cleaner Production, 320, 128573. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128573
- Salami, P., Ajabshirchi, Y., Abdollahpoor, S., & Behfar, H. (2016). A comparison among different parameters for designing a photovoltaic/thermal system using computational fluid dynamics. Engineering, Technology & Applied Science Research, 6(5), 1119-1123. https://doi.org/10.48084/etasr.667
- Sardarabadi, Passandideh-Fard, M., & Zeinali Heris, M. (2014). Experimental investigation of the effects of silica/water nanofluid on PVT (photovoltaic thermal units). Energy, 66, 264-272. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.01.102
- Sathe, T. M., & Dhoble, A. S. (2017). A review on recent advancements in photovoltaic thermal techniques. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 645-672. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.075
- Sheeba, K. N., Rao, R. M. & Jaisankar, S. (2015). A study on the underwater performance of a solar photovoltaic panel. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 37(14), 1505-1512. https://doi.org/10.1080/15567036.2011.619632
- Siah Chehreh Ghadikolaei, S. (2021). Solar photovoltaic cells performance improvement by cooling technology: An overall review. International Journal of Hydrogen Energy, 46(18), 10939- https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.12.164
- Tina, G. M., Rosa-Clot, M., Rosa-Clot, P., & Scandura, P. F. (2012). Optical and thermal behavior of submerged photovoltaic solar panel: SP2. Energy, 39(1), 17-26. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.08.053
- Yazdanifard, F., Ameri, M., & Ebrahimnia-Bajestan, E. (2017). Performance of nanofluid-based photovoltaic/thermal systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 323-352. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.025
ارسال نظر در مورد این مقاله