Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
7
1
gregorian
2017
10
1
17
8
online
1
fulltext
fa
بررسی عددی و تجربی بهینهسازی سیستم فتوولتاییک حرارتی با استفاده از روش تاگوچی
Numerical and Experimental Investigation of Optimization of Photovoltaic Thermal System, Using Taguchi Method
در این مطالعه عملکرد یک سیستم فتوولتاییک حرارتی به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. در بررسی عددی، با استفاده از روش تاگوچی، بهینهترین محیط و زمان کارکرد سیستم و همچنین مناسبترین پارامترهای مستقل از ساختمان سیستم به منظور افزایش بازده آن در یک محیط و زمان مشخص، تعیین شده است. سپس با استفاده از پارامترهای بهینه تعیین شده در تحلیل تاگوچی، عملکرد سیستم به صورت آزمایشگاهی و از دو دیدگاه انرژی و اگزرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بررسی آزمایشگاهی با ساخت بستر کامل آزمایشگاهی، عملکرد یک واحد فتوولتاییک معمولی و یک سیستم فتوولتاییک حرارتی با سیال کاری آب، با یکدیگر مقایسه شده است. آزمایشها در دانشگاه فردوسی مشهد با عرض جغرافیایی 36 درجه و طول جغرافیایی 59 درجه و در یک روز معین در مرداد ماه انجام شده است. نتایج بررسی عددی سیستم فتوولتاییک حرارتی نشان میدهد، مؤثرترین پارامتر بر عملکرد سیستم، دمای سیال خنککننده ورودی به کلکتور میباشد و بهینهترین مقدار آن برای بهبود عملکرد سیستم فتوولتاییک حرارتی 20 درجه سانتیگراد است. همچنین بازده انرژی کلی سیستم فتوولتاییک حرارتی در حالت بهینه 69.02 درصد میباشد. نتایج بررسی آزمایشگاهی بیان میکند، میانگین انرژی الکتریکی خروجی از سیستم فتوولتاییک حرارتی حدود 6.27 درصد بیشتر از واحد فتوولتاییک معمولی میباشد. همچنین میانگین بازدههای انرژی و اگزرژی حرارتی در طول آزمایش برای سیستم فتوولتاییک حرارتی به ترتیب 34.12 و 0.72 درصد میباشد.
In this study, the performance of a photovoltaic thermal system (PVT) is investigated in a numerical and experimental study. In the numerical part, the Taguchi method is applied to determine the optimum place and time of the PVT system. Moreover, the optimum parameters that are independent of the design of the PVT system are obtained to improve the performance of the system in a specific place and time. Using the specified optimum parameters, the performance of the system is investigated from the energy and exergy viewpoints, experimentally. In the experimental study, using the designed setup, the performance of a water based PVT system is compared with that of a conventional photovoltaic unit (PV). The experiments are performed on a selected day in August at the Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran (Latitude: 36° and Longitude: 59°). The numerical results indicate that the most effective parameter on the performance of the PVT system is the coolant inlet temperature and its optimal value is 20 °C. Moreover, the total energy efficiency of the PVT system in the optimum working condition is 69.02 %. The experimental results reveal that the average output electrical energy of the PVT system is 6.27 % more than that of the PV unit. In addition, the average thermal energy and exergy efficiencies of the PVT system are 34.12 % and 0.72 %, respectively.
سیستم فتوولتاییک حرارتی,روش تاگوچی,تحلیل انرژی,تحلیل اگزرژی
Photovoltaic Thermal System,Taguchi method,energy analysis,Exergy analysis
75
86
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-26956-2&slc_lang=fa&sid=15
Mohammad
Hosseinzadeh
محمد
حسینزاده
100319475328460054816
100319475328460054816
No
دانشگاه فردوسی مشهد
Ali
Salari
علی
سالاری
100319475328460056398
100319475328460056398
No
دانشگاه فردوسی مشهد
Mohammad
Sardarabadi
محمد
سردارآبادی
100319475328460065371
100319475328460065371
No
دانشگاه فردوسی مشهد
Mohammad
Passandideh-Fard
محمد
پسندیده فرد
100319475328460065372
100319475328460065372
Yes
دانشگاه فردوسی
Alireza
Akbarzadeh
علیرضا
اکبرزاده
100319475328460063812
100319475328460063812
No
دانشگاه فردوسی مشهد