شبيه سازي عددي سيستم مديريت حرارتي تركيبي پنل فتوولتائيك در يك خودروي الكتريكي خورشيديار

كارشناسي ارشد

با رو به اتمام نهادن منابع سوخت‌هاي فسيلي در آينده نه چندان دور، بشر ناگزير به استفاده از منابع انرژي تجديدپذير است. امروزه از پنل هاي خورشيدي به عنوان يك منبع تأمين انرژي تجديدپذير استفاده ‌مي‌گردد. تأمين انرژي توسط پنل خورشيدي، سبب افزايش دماي پنلها ‌مي‌گردد كه مديريت حرارتي پنلها را جهت حفظ راندمان و طول عمر آنها اجتناب ناپذير ‌مي‌نمايد. امروزه انواع روش‌هاي مديريت حرارتي سيستم فتوولتائيك مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است. روش‌هاي مذكور را مي‌‌‌‌‌توان به پنج دسته كلي: خنك كاري با استفاده از جريان هوا، خنك كاري با استفاده از جريان مايع، خنك كاري با استفاده از لوله حرارتي، خنك كاري با استفاده از مواد تغيير فاز دهنده و خنك كاري با استفاده از ماژول ترموالكتريك تقسيم بندي نمود. جهت برطرف كردن ضعف روش هاي خنك كاري، از روش تركيبي كه مبتني بر استفاده همزمان دو يا چند روش خنك كاري است، استفاده مي شود. در اين پژوهش ما اثر نوع آرايش لوله ها، دبي جريان، ميزان تابش، نوع جريان (مخالف – موافق) و اثر وجود و عدم وجود پره را در يك سيستم خنك كاري تركيبي مبتني بر مايع و مواد تغيير فاز دهنده براي سه هندسه تحت شرايط يكسان مورد بررسي قرار داديم. هندسه مورد بررسي بخشي از يك پنل است كه داراي لايه هاي مختلف با خواص مختلف است. زير پنل از لوله ها با سايز ميني و مواد تغيير فاز دهنده در اطراف لوله ها استفاده شده است. افزون بر آن، از چهار پره جهت بهبود خنك كاري در عرض استفاده شده است. به طور خلاصه، در نرخ دبي كم و نرخ تابش زياد (شرايط عملكردي سخت تر)، متوسط دماي لايه فتوولتائيك 31٪ پايين تر در آرايش تك لوله نسبت به ديگر آرايش ها دلالت بر عملكرد مطلوب تر سيستم مديريت حرارتي آرايش تك لوله دارد. اما در نرخ دبي بالا و نرخ تابش كم به علت متوسط دماهاي برابر و اختلاف دماي بيشينه لايه فتوولتائيك پايين تر به علت پراكنده شدن جريان آب از دو جهت، آرايش دو لوله جريان مخالف 20٪ توزيع دماي يكنواخت تري داشته است. در بحث وجود پره مشخص شد كه براي هر سه هندسه پره عملكرد مثبت و قابل قبولي داشته، به گونه اي كه براي هر سه آرايش دماي متوسط لايه فتوولتائيك پنل و اختلاف دماي بيشينه لايه فتوولتائيك پنل به ترتيب 6٪ و 7/9٪ نسبت به حالت بدون پره كاهش يافته است. اين امر نشان مي دهد كه در عين حال كه سيستم مديريت حرارتي با وجود پره خنك كاري بهتري دارد، توزيع دماي يكنواخت تري نيز دارد.

196087

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك- سيستم محركه خودرو

دكتر غلامرضا مولائي منش