|
تضامنًا مع حق الشعب الفلسطيني |
نظام الفولتية الضوئية المركزة الحرارية
كان الجمع بين تقنية الخلايا الفولتية الضوئية (PV) والتكنولوجيا الحرارية الشمسية والمكثفات الشمسية العاكسة أو الانكسارية خيارًا جذابًا للغاية للمطورين والباحثين منذ أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات. والنتيجة هي ما يُعرف بنظام الفولتية الضوئية المركزة الحرارية concentrated photovoltaic thermal (CPVT) ، وهو مزيج هجين من الأنظمة الفولتية الضوئية المركزة (CPV) concentrated photovoltaic ،والأنظمة الفولتية الضوئية الحرارية(PVT) photovoltaic thermal . [1] [2] [3] [4]
يتكون النظام الفولتية الضوئية المركزة الحرارية (CPVT) من أربعة أجزاء بما في ذلك جهاز الامتصاص والمُركّز ومتعقب الإشعاع الشمسي والممتص الحراري. [5]
نظرًا لأن نظام''' الفولتية الضوئية المركزة الحرارية''' يتعامل مع أشعة الحزمة ، يجب أن يتبع الممتص والمركـّز موضع الشمس ليكون عموديا على سقوط الأشعة بغرض تعظيم إشعاع الحزمة الساقطة. من أجل تركيز الأشعة ، يمكن استخدام تقنيتين رئيسيتين لعدسة فرينل ومركزات القطع المكافئ. [6]
الفرق بين الفولتية الضوئية المركزة CPV و الفولتية الضوئية المركزة الحرارية CPVT
في الأنظمة الكهروضوئية المركزة (CPV) يختلف عن النظام الفولتية الضوئية PV حيث يتركز الإشعاع الشمسي على الخلايا الكهروضوئية لتوليد كهرباء إضافية من الألواح المسطحة العادية. [7] تتمثل عيوب نظام الفولتية الضوئية المركز في زيادة شدة الأشعة ، وبالتالي تزداد درجة الحرارة وبالتالي تقلل الكفاءة الكهربائية للخلية. [8] تشمل القيود الأخرى لنظام CPV نطاق تطبيق محدود [9] ومتطلبات التبريد الفعال للخلايا الكهروضوئية (الفولتية الضوئية المركزة). [10] للتغلب على القيود المذكورة أعلاه ، تم تعديل أنظمة الفولتية الضوئية المركزة للاستفادة من الطاقة الحرارية ويطلق عليها اسم أنظمة الطاقة الفولتية الضوئية المركزة الحرارية (CPVT). مثل نظام الفولتية الضوئية المركزة CPV ، يستخدم CPVT أيضًا عناصر بصرية منخفضة التكلفة ومتوافقة مع الخلايا متعددة الوصلات. يتم تقليل مساحة الخلية الفولتية الضوئية بسبب تركيز العنصر البصري. يتم استخدام الحرارة المتولدة على الخلية الكهروضوئية بسبب تركيز الأشعة في عملية حرارية. [11]
مكونات نظام الفولتية الضوئية المركزة الحرارية
تتكون الأنظمة المركز الحرارية CPVT من أربعة أجزاء وهي كالتالي:
متعقب الطاقة الشمسية
جهاز تعقب الطاقة الشمسية هو جهاز يغير موضع الوحدة الشمسية بحيث أن تكون الأشعة الساقطة متعامدة على السطح. ففي تصميم المتعقب الشمسي ، يجب تقدير موقع الشمس والأرض في فترة عام.
العاكسات
المواد التقليدية للعاكسات هي الألمنيوم المؤكسد. ومع ذلك ، فإن أحد عيوب ذلك هو أنه عندما يتم إنشاء عاكس كبير ، يبدأ هيكل الألومنيوم في الانحراف عن خصائصه الرئيسية التي تسبب انخفاضًا في سطح العاكس.
الخلايا الشمسية
لقد ثبت أن الخلايا الكهروضوئية متعددة الوصلات مناسبة بشكل خاص لنظام التركيز حيث يمكن تركيز ضوء الشمس من خلال العدسات أو المرايا في خلية أصغر بكثير ، حيث تكون مساحة الخلية عندة سنتيمترات مربعة ، وتكون مصفوفة بجانب بعضها البعض بأعداد كبيرة في المجمعات .
التهوية
إجراءان رئيسيان لتهوية مجمعات الطاقة الشمسية هما التهوية النشطة والتهوية السلبية. مع التهوية السلبية ، تنتقل الحرارة المتولدة في سطح المجمع إلى الهواء عن طريق المشتت الحراري وتضيع. أما مع التهوية النشطة ، يمكن استخدام الحرارة لأغراض التبريد أو التدفئة. لذلك تعمل التهوية النشطة على تحويل نظام CPV إلى النظام الحراريCPVT.
انظر أيضًا
المراجع
- ^ Evans، D. L.؛ Facinelli، W. A.؛ Otterbein، R. T. (1978). "Combined photovoltaic/Thermal system studies". NASA Sti/Recon Technical Report N. ج. 79: 32691. Bibcode:1978STIN...7932691E.
- ^ Gibart، C. (1981). "Study of and tests on a hybrid photovoltaic-thermal collector using concentrated sunlight". Solar Cells. ج. 4: 71–89. Bibcode:1981SoCe....4...71G. DOI:10.1016/0379-6787(81)90038-7.
- ^ Nakata، Y.؛ Kobe، T.؛ Shibuya، N.؛ Machida، T.؛ Takemoto، T.؛ Tsuji، T. (1982). "A 30kWp concentrating photovoltaic/Thermal hybrid system application". 16th Photovoltaic Specialists Conference: 993. Bibcode:1982pvsp.conf..993N.
- ^ Sharaf، Omar Z.؛ Orhan، Mehmet F. (2015). "Concentrated photovoltaic thermal (CPVT) solar collector systems: Part I – Fundamentals, design considerations and current technologies". Renewable and Sustainable Energy Reviews. ج. 50: 1500–1565. DOI:10.1016/j.rser.2015.05.036.
- ^ Gholami، Hassan (15 نوفمبر 2015). "Evaluation of optimal dual axis concentrated photovoltaic thermal system with active ventilation using Frog Leap algorithm". Energy Conversion and Management. ج. 105: 2. DOI:10.1016/j.enconman.2015.08.033.
- ^ "Captcha". www.osapublishing.org. مؤرشف من الأصل في 2023-02-05. اطلع عليه بتاريخ 2020-10-27.[وصلة مكسورة]
- ^ Renno، C.؛ Landi، G.؛ Petito، F.؛ Neitzert، H.C. (2018). "Influence of a degraded triple-junction solar cell on the CPV system performances". Energy Conversion and Management. ج. 160: 326–340. DOI:10.1016/j.enconman.2018.01.026.
- ^ Flitsanov، Yuri؛ Kribus، Abraham (2018). "A cooler for dense-array CPV receivers based on metal foam". Solar Energy. ج. 160: 25–31. Bibcode:2018SoEn..160...25F. DOI:10.1016/j.solener.2017.12.002.
- ^ Burhan، Muhammad؛ Shahzad، Muhammad Wakil؛ Ng، Kim Choon (2018). "Hydrogen at the rooftop: Compact CPV-hydrogen system to convert sunlight to hydrogen". Applied Thermal Engineering. ج. 132: 154–164. DOI:10.1016/j.applthermaleng.2017.12.094.
- ^ Han، Xinyue؛ Guo، Yongjie؛ Wang، Qian؛ Phelan، Patrick (2018). "Optical characterization and durability of immersion cooling liquids for high concentration III-V photovoltaic systems". Solar Energy Materials and Solar Cells. ج. 174: 124–131. DOI:10.1016/j.solmat.2017.08.034.
- ^ George، Mathew؛ Pandey، A.K.؛ Abd Rahim، Nasrudin؛ Tyagi، V.V.؛ Shahabuddin، Syed؛ Saidur، R. (2019). "Concentrated photovoltaic thermal systems: A component-by-component view on the developments in the design, heat transfer medium and applications" (PDF). Energy Conversion and Management. ج. 186: 15–41. DOI:10.1016/j.enconman.2019.02.052. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-02-05.