بهینهسازی یک گردآورنده متمرکزکننده حرارتی- فتوولتاییک خورشیدی از دیدگاه اگزرژی
First Statement of Responsibility
/مهدی هدایتی زاده
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: دانشکده کشاورزی
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۷۸ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
INTERNAL BIBLIOGRAPHIES/INDEXES NOTE
Text of Note
بصورت زیرنویس
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
دکتری تخصصی
Discipline of degree
مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی- گرایش انرژی در کشاورزی
Date of degree
۱۳۹۱/۱۱/۱۸
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این رساله، به ارزیابی و بهینهصسازی عملکرد اگزرژی یک گردآورنده متمرکزکننده حرارتی- فتوولتاییک خورشیدی پرداخته شد .برای نیل به این هدف، در ابتدا تحلیل حرارتی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی- فتوولتاییک انجام پذیرفت و روابط تحلیلی برای تعیین پارامترهایی مانند دمای سطح مدول فتوولتاییک، دمای متوسط سیال عامل، دمای خروجی سیال، حرارت مفید جذب شده و بازده حرارتی به دست آورده شد .پارامترهای حرارتی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک به بازده الکتریکی آن وابستهصاند .برای انجام تحلیل الکتریکی و محاسبه بازده الکتریکی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک از مدل فتوولتاییک پنج پارامتری مشخصه جریان - ولتاژ و یک سری از معادلات انتقال استفاده شد .پارامترهای الکتریکی محاسبه شده در تحلیل الکتریکی شامل ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، ولتاژ و جریان در نقطه توان بیشینه، ضریب مطلوبیت، جریان اشباع معکوس، جریان نوری، مقاومت سری، مقاومت شنت و غیره بودند .پس از تحلیل حرارتی و الکتریکی، به تحلیل اگزرژی گردآورنده مذکور پرداخته شد .به کمک معادله تعادل اگزرژی برای حجم کنترل گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک و معرفی مولفهصهای اگزرژی در گردآورنده مذکور، رابطهصای برای بازده اگزرژی آن به دست آمد .بر مبنای معادلات منتج از تحلیل حرارتی، الکتریکی و اگزرژی، یک برنامه شبیهصسازی کامپیوتری توسعه داده شد و مشاهده گردید که نتایج حاصل از شبیه سازی کامپیوتری در توافق خوبی با دادهصهای تجربی مطالعات گذشته محققین و همچنین نتایج عددی حاصل از نرمصافزار TRNSYS برای گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک مورد مطالعه بودند .سرانجام بهینهصسازی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک صورت پذیرفت .تابع هدف مورد بررسی، بازده اگزرژی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک بود و سه پارامتر دمای سیال ورودی، سرعت جریان سیال ورودی و قطر داخلی لولهصهای جریان به عنوان پارامترهای مستقل در بهینه-سازی انتخاب شدند .مسئله بهینهصسازی مورد مطالعه از نوع مسائل بهینهصسازی مقید با قیود غیرخطی بود که قیود غیرخطی آن شامل معادلات حاصل از تحلیل حرارتی و الکتریکی بودند .برای حل مسئله بهینهصسازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شد .مقادیر بهینه متغیرهای مستقل دمای سیال ورودی، سرعت جریان سیال ورودی و قطر داخلی لولهصهای جریان و برای یکص سری از شرایط طراحی و جوی انتخاب شده به ترتیب T_(in,opt)=۴۰.۱۴۶ ، V_(in,opt)=۰.۶۹۲ ms و D_(i,opt)=۰.۰۰۸ m به دست آمدند و تابع هدف که همان بازده اگزرژی بود، مقدار حداکثری _(ex,max)=۶.۸ را اخذ نمود .با استفاده از مطالعات پارامتری به بررسی تأثیر برخی از پارامترهای طراحی، عملکردی و جوی روی راندمان اگزرژی گردآورنده متمرکزکننده حرارتی - فتوولتاییک پرداخته شد و مشاهده گردید که بازده اگزرژی با افزایش دمای سیال ورودی و شدت تابش روی مدول افزایش یافته و با افزایش قطر داخلی مجاری، سرعت سیال ورودی و سرعت باد کاهش میصیابد و در نهایت تأثیر تصحیحصهای الکتریکی و اگزرژی پیشنهادی در این رساله نشان داده شدند
Text of Note
V charectristic and some transfer equations were used. Calculated electrical parameters through the electrical analysis included open circuit voltage, short circuit current, voltage and ampere at maximum power point, ideality factor, reverse saturation current, light current, series resistance, shunt resistance etc. Afterwards, the exergy analysis of above mentioned collector was performed. Considering the exerey balance for control volume of photovoltaic/thermal collector-Through the present thesis, the performance of a concentrating photovoltaic/thermal collector is evaluated and optimized. To reach such a goal, the thermal analysis of this collector is performed initially and consequently the analytical relations for parameters such as module surface temperature, the average temperature of agent fluid, outlet fluid temperature, the useful heat gain and thermal efficiency are derived. Thermal parameters of photovoltaic/thermal collector depend on its electrical efficiency. To do the electrical analysis and find the electrical efficiency, the five parameter model of I