دوره 22، شماره 11 - ( آبان 1401 )                   جلد 22 شماره 11 صفحات 668-657 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Khademy M, Saraei A, Abyaneh J. Performance of Concentrating Photovoltaic-Thermal Solar Collectors for Cooling, Heating, and Power Generation System of an Industrial Complex. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (11) :657-668
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-61724-fa.html
خادمی مهرداد، سرائی علیرضا، جلال الدین ابیانه محمد حسن. عملکرد کلکتور فتوولتاییک حرارتی دارای متمرکزکننده جهت سیستم تولید سرمایش، گرمایش و توان یک واحد صنعتی. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 22 (11) :657-668

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-61724-fa.html


1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران‌جنوب، تهران، ایران
2- استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران‌جنوب، تهران، ایران ، a_Saraei@azad.ac.ir
چکیده:   (1032 مشاهده)
انرژی مورداستفاده جهت تأمین سرمایش و گرمایش بخش قابل‌توجهی از انرژی مصرفی واحد صنعتی را شامل می‌شود. هدف اصلی در این مقاله بررسی عملکرد یک سیستم تولید سه‌گانه خورشیدی جهت تأمین انرژی موردنیاز سیستم تهویه مطبوع یک واحد صنعتی است. سیستم پیشنهادی شامل یک چیلر جذبی لیتیوم بروماید آب دو اثره، پمپ حرارتی و کلکتورهای فتوولتاییک حرارتی دارای متمرکزکننده است. چیلر جذبی با ظرفیت و ضریب عملکرد اسمی به ترتیب 100 تن تبرید و 3/1 و پمپ حرارتی با ظرفیت 30 تن تبرید جهت پاسخگویی به نیاز سرمایشی ساختمان استفاده شده‌اند. سیستم خورشیدی شامل متمرکزکننده خورشیدی فرنل خطی، جاذب فتوولتاییک حرارتی دارای سلول سه‌لایه است. تحلیل برای مجموعه واقع در جنوب غربی تهران صورت پذیرفته است. شبیه‌سازی پویای سیستم با استفاده از نرم‌افزار ترنسیس و ای‌ای‌اس انجام‌گرفته است. در راستای مقایسه عملکرد کلکتور پیشنهادی، کلکتورهای فتوولتاییک حرارتی بدون متمرکزکننده و حرارتی دارای متمرکزکننده دارای سطح پوشش یکسان مورد بررسی قرار گرفته‌اند. انرژی تحویل شده کلکتور پیشنهادی به ترتیب 64 و 28 درصد بیشتر از کلکتورهای فتوولتاییک حرارتی بدون متمرکزکننده و حرارتی دارای متمرکزکننده است. ترکیب ساختار پیشنهادی در مقایسه با ساختاری که در آن از انرژی خورشیدی استفاده نمی‌شود به کاهش 62 درصدی مصرف انرژی می‌انجامد. استفاده از پمپ حرارتی در این ساختار موجب کاهش 58 درصدی انرژی مصرفی در مقایسه با عدم استفاده از آن می‌گردد. تولید انرژی الکتریکی توسط کلکتور پیشنهادی در سال 06/101 مگاوات ساعت است. سیستم پیشنهادی نیاز به گرمایش پشتیبان 07/264 مگاوات ساعت در سال برای رفع تمامی نیاز‌های تهویه مطبوع مجتمع دارد.
 
متن کامل [PDF 997 kb]   (307 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: نیروگاه حرارتی
دریافت: 1401/3/1 | پذیرش: 1401/5/4 | انتشار: 1401/8/10

فهرست منابع
1. [1]. Panwar NL, Kaushik SC, Kothari S. Role of Renewable Energy Sources in Environmental Protection: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011;15(3):1513-24. [DOI:10.1016/j.rser.2010.11.037]
2. [2]. Eisenberg R, Nocera DG. Preface:  Overview of the Forum on Solar and Renewable Energy. Inorganic Chemistry. 2005;44(20):6799-801. [DOI:10.1021/ic058006i]
3. [3]. Chaibi Y, El Rhafiki T, Simón-Allué R, Guedea I, Luaces SC, Gajate OC, et al. Air-based Hybrid Photovoltaic/Thermal Systems: A review. Journal of Cleaner Production. 2021;295:126211. [DOI:10.1016/j.jclepro.2021.126211]
4. [4]. Kong X, Zhang L, Xu W, Li H, Kang Y, Wu J, et al. Performance Comparative Study of a Concentrating Photovoltaic/Thermal Phase Change System with Different Heatsinks. Applied Thermal Engineering. 2022;208:118223. [DOI:10.1016/j.applthermaleng.2022.118223]
5. [5]. Khouya A. Performance Analysis and Optimization of a Trilateral Organic Rankine Powered by a Concentrated Photovoltaic Thermal System. Energy. 2022;247:123439. [DOI:10.1016/j.energy.2022.123439]
6. [6]. Chandan, Baig H, ali Tahir A, Reddy KS, Mallick TK, Pesala B. Performance Improvement of a Desiccant Based Cooling System by Mitigation of Non-uniform Illumination on the Coupled Low Concentrating Photovoltaic Thermal Units. Energy Conversion and Management. 2022;257:115438. [DOI:10.1016/j.enconman.2022.115438]
7. [7]. Shoeibi S, Kargarsharifabad H, Mirjalily SAA, Zargarazad M. Performance Analysis of Finned Photovoltaic/Thermal Solar Air Dryer with Using a Compound Parabolic Concentrator. Applied Energy. 2021;304:117778. [DOI:10.1016/j.apenergy.2021.117778]
8. [8]. Liu Y, Zhang H, Chen H. Experimental Study of an Indirect-Expansion Heat Pump System Based on Solar Low-concentrating Photovoltaic/Thermal Collectors. Renewable Energy. 2020;157:718-30. [DOI:10.1016/j.renene.2020.05.090]
9. [9]. Chen H, Li Z, Xu Y. Evaluation and Comparison of Solar Trigeneration Systems Based on Photovoltaic Thermal Collectors for Subtropical Climates. Energy Conversion and Management. 2019;199:111959. [DOI:10.1016/j.enconman.2019.111959]
10. [10]. Leonforte F, Miglioli A, Del Pero C, Aste N, Cristiani N, Croci L, et al. Design and Performance Monitoring of a Novel Photovoltaic-thermal Solar-assisted Heat Pump System for Residential Applications. Applied Thermal Engineering. 2022;210:118304. [DOI:10.1016/j.applthermaleng.2022.118304]
11. [11]. Deymi-Dashtebayaz M, Rezapour M, Farahnak M. Modeling of a Novel Nanofluid-based Concentrated Photovoltaic Thermal System Coupled with a Heat Pump Cycle (CPVT-HP). Applied Thermal Engineering. 2022;201:117765. [DOI:10.1016/j.applthermaleng.2021.117765]
12. [12]. Calise F, Cappiello FL, Dentice d'Accadia M, Vicidomini M. Thermo-economic Optimization of a Novel Hybrid Renewable Trigeneration Plant. Renewable Energy. 2021;175:532-49. [DOI:10.1016/j.renene.2021.04.069]
13. [13]. Arabkoohsar A, Sadi M. Technical Comparison of Different Solar-powered Absorption Chiller Designs for Co-supply of Heat and Cold Networks. Energy Conversion and Management. 2020;206:112343. [DOI:10.1016/j.enconman.2019.112343]
14. [14]. Grena R, Tarquini P. Solar Linear Fresnel Collector Using Molten Nitrates as Heat Transfer Fluid. Energy. 2011;36(2):1048-56. [DOI:10.1016/j.energy.2010.12.003]
15. [15]. Helmers H, Schachtner M, Bett AW. Influence of Temperature and Irradiance on Triple-junction Solar Subcells. Solar Energy Materials and Solar Cells. 2013;116:144-52. [DOI:10.1016/j.solmat.2013.03.039]
16. [16]. Chahartaghi M, Golmohammadi H, Shojaei AF. Performance Analysis and Optimization of New Double Effect Lithium Bromide-water Absorption Chiller with Series and Parallel Flows. International Journal of Refrigeration. 2019;97:73-87. [DOI:10.1016/j.ijrefrig.2018.08.011]
17. [17]. viunahvac. viunahvac catalog. 1400.
18. [18]. Dahash A, Ochs F, Janetti MB, Streicher W. Advances in Seasonal Thermal Energy Storage for Solar District Heating Applications: A Critical Review on Large-scale Hot-water Tank and Pit Thermal Energy Storage Systems. Applied Energy. 2019;239:296-315. [DOI:10.1016/j.apenergy.2019.01.189]
19. [19]. Cengel YA, Boles MA, Kanoğlu M. Thermodynamics: an Engineering Approach: McGraw-hill New York; 2011.
20. [20]. Sun J, Liu Q, Duan Y. Effects of Evaporator Pinch Point Temperature Difference on Thermo-economic Performance of Geothermal Organic Rankine Cycle Systems. Geothermics. 2018;75:249-58. [DOI:10.1016/j.geothermics.2018.06.001]
21. [21]. Corporation S. Saravel Corporation catalog. 2020.
22. [22]. Bonaros V, Gelegenis J, Harris D, Giannakidis G, Zervas K. ANALYSIS OF THE ENERGY AND COST SAVINGS CAUSED BY USING CONDENSING BOILERS FOR HEATING DWELLINGS IN GREECE2013.
23. [23]. Jayamaha L. Energy-Efficient Building Systems: Green Strategies for Operation and Maintenance: Green Strategies for Operation and Maintenance: McGraw Hill Professional; 2006.
24. [24]. University of W-M, Solar Energy L, Klein SA. TRNSYS, a Transient System Simulation Program. Madison, Wis.: Solar Energy Laborataory, University of Wisconsin--Madison; 1979.
25. [25]. Bellos E, Tzivanidis C. Development of Analytical Expressions for the Incident Angle Modifiers of a Linear Fresnel Reflector. Solar Energy. 2018;173:769-79. [DOI:10.1016/j.solener.2018.08.019]
26. [26]. Xu GP, Dai YQ, Tou KW, Tso CP. Theoretical Analysis and Optimization of a Double-effect Series-flow-type Absorption Chiller. Applied Thermal Engineering. 1996;16(12):975-87. [DOI:10.1016/1359-4311(96)00011-7]
27. [27]. Shrivastava RL, Vinod K, Untawale SP. Modeling and Simulation of Solar Water Heater: A TRNSYS Perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017;67:126-43. [DOI:10.1016/j.rser.2016.09.005]
28. [28]. Eriksen VL. Heat Recovery Steam Generator Technology: Woodhead Publishing; 2017.
29. [29]. James RW, Welch TC. Chapter 9 - Refrigeration and Heat-Pump Systems. In: Legg R, editor. Air Conditioning System Design: Butterworth-Heinemann; 2017. p. 167-89. [DOI:10.1016/B978-0-08-101123-2.00009-1]
30. [30]. Khodakarami J, Knight I, Nasrollahi N. Reducing the Demands of Heating and Cooling in Iranian hospitals. Renewable Energy. 2009;34(4):1162-8. [DOI:10.1016/j.renene.2008.06.023]
31. [31]. del Amo Sancho A. Solar Trigeneration: A Transitory Simulation of HVAC Systems Using Different Typologies of Hybrid Panels. Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems. 2014;2(1):1-14. [DOI:10.13044/j.sdewes.2014.02.0001]
32. [32]. Yin H, Qu M, Archer DH. Model Based Experimental Performance Analysis of a Microscale LiBr-H2O Steam-driven Double-effect Absorption Chiller. Applied Thermal Engineering. 2010;30(13):1741-50. [DOI:10.1016/j.applthermaleng.2010.04.004]
33. [33]. Hosoz M, Direk M. Performance Evaluation of an Integrated Automotive Air Conditioning and Heat Pump System. Energy Conversion and Management. 2006;47(5):545-59. [DOI:10.1016/j.enconman.2005.05.004]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.