بررسی عددی و تجربی بهینه سازی سیستم فتوولتاییک حرارتی با استفاده از روش تاگوچی

در این مطالعه عملکرد یک سیستم فتوولتاییک حرارتی به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. در بررسی عددی، با استفاده از روش تاگوچی، بهینه ترین محیط و زمان کارکرد سیستم و هم چنین مناسب ترین پارامتر های مستقل از ساختمان سیستم به منظور افزایش بازده آن در یک محیط و زمان مشخص، تعیین شده است. سپس با استفاده از پارامتر های 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. آزمایش ها 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 می دهد، موثرترین پارامتر بر عملکرد سیستم ، دمای سیال خنک کننده ورودی به کلکتور می باشد و بهینه ترین مقدار آن برای بهبود عملکرد سیستم فتوولتاییک حرارتی 20 درجه سانتی گراد است. هم چنین بازده انرژی کلی سیستم فتوولتاییک حرارتی در حالت بهینه 69.02 درصد می باشد. نتایج بررسی آزمایشگاهی بیان می کند، میانگین انرژی الکتریکی خروجی از سیستم فتوولتاییک حرارتی حدود 6.27 درصد بیشتر از واحد فتوولتاییک معمولی می باشد. هم چنین میانگین بازده های انرژی و اگزرژی حرارتی در طول آزمایش برای سیستم فتوولتاییک حرارتی به ترتیب 34.12 و 0.72 درصد می باشد.