Комбинированные системы фотоэлектрического и теплового преобразований солнечной энергии

Комбинированные системы фотоэлектрического и теплового преобразований солнечной энергии

Автор: Исманов Юсупжан Хакимжанович, Тынышова Толгонай Дайырканкожоевна, Джаманкызов Насипбек Курманалиевич, Жумалиев Кубанычбек Мырзабекович

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Рубрика: Технические науки

Статья в выпуске: 2 т.9, 2023 года.

Бесплатный доступ

Проведен краткий обзор исследований в области разработки комбинированных систем, состоящих из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии. Теоретическими, численными и экспериментальными методами исследования в области разработок комбинированных систем, состоящих из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии, проводятся уже почти четыре десятилетия. Исследователи и специалисты неоднократно предлагали и оценивали различные типы комбинированных систем, состоящих из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии. Если приглядеться к истории этих разработок, то видно, что в начале работы основные усилия были направлены на фундаментальные теории, консолидацию концептуальных идей и технико-экономическое обоснование основных конфигураций конструкции коллектора комбинированных систем, состоящих из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии. К началу 2000-х годов исследования комбинированных систем, состоящих из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии, были больше связаны с улучшением конструкции коллектора и оценкой эффективности затрат. Были проведены более строгие анализы явлений переноса энергии и массы на обычных коллекторах с экспериментальной проверкой. Стали появляться идеи комплексного проектирования зданий, и демонстрационные проекты стали доступны для документации. Однако в последнее десятилетие акцент в целом сместился в сторону разработки дополнительных продуктов, инновационных систем, процедур тестирования и оптимизации конструкции. Численный анализ становится более полным с использованием мощных аналитических инструментов. Особое внимание уделялось мониторингу надежности продукта, надежности системы и воздействия на окружающую среду. Ожидается, что комбинированные системы, состоящие из фотоэлектрического и теплового преобразователей солнечной энергии, будут более широко использоваться в ближайшем будущем, в первую очередь из-за экологической необходимости.

Еще

Фотоэлектрические системы, тепловая энергия, фотоэлементы

Короткий адрес: https://sciup.org/14127152

IDR: 14127152   |   DOI: 10.33619/2414-2948/87/26

Список литературы Комбинированные системы фотоэлектрического и теплового преобразований солнечной энергии

  • Wolf M. Performance analyses of combined heating and photovoltaic power systems for residences // Energy Conversion. 1976. V. 16. №1-2. P. 79-90. https://doi.org/10.1016/0013-7480(76)90018-8
  • Florschuetz L. W. On heat rejection from terrestrial solar cell arrays with sunlight concentration // 11th photovoltaic specialists conference. 1975. P. 318-326.
  • Florschuetz L. W. Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of combined photovoltaic/thermal flat plate collectors // Solar energy. 1979. V. 22. №4. P. 361-366. https://doi.org/10.1016/0038-092X(79)90190-7
  • Kern Jr E. C., Russell M. C. Combined photovoltaic and thermal hybrid collector systems. – Massachusetts Inst. of Tech., Lexington (USA). Lincoln Lab., 1978. – №. COO-4577-3; CONF-780619-24.
  • Hendrie S. D. Evaluation of combined photovoltaic/thermal collectors. Massachusetts Inst. of Tech., Lexington (USA). Lincoln Lab., 1979. №COO-4577-8; CONF-790541-54.
  • Raghuraman P. Analytical predictions of liquid and air photovoltaic/Thermal, flat-plate collector performance. 1981. V. 103. P. 291–298. https://doi.org/10.1115/1.3266256
  • Cox Iii C. H., Raghuraman P. Design considerations for flat-plate-photovoltaic/thermal collectors // Solar energy. 1985. V. 35. №3. P. 227-241. https://doi.org/10.1016/0038-092X(85)90102-1
  • Chow T. T. A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology // Applied energy. 2010. V. 87. №2. P. 365-379. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.06.037
  • Kraemer D., McEnaney K., Chiesa M., Chen G. Modeling and optimization of solar thermoelectric generators for terrestrial applications // Solar Energy. 2012. V. 86. №5. P. 1338-1350. https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.01.025
  • Gou X., Xiao H., Yang S. Modeling, experimental study and optimization on low-temperature waste heat thermoelectric generator system // Applied energy. 2010. V. 87. №10. P. 3131-3136. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.02.013
  • Van Sark W. Feasibility of photovoltaic–thermoelectric hybrid modules // Applied Energy. 2011. V. 88. №8. P. 2785-2790. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.02.008
  • Moh'd A A. N., Tashtoush B. M., Jaradat A. A. Modeling and simulation of thermoelectric device working as a heat pump and an electric generator under Mediterranean climate // Energy. 2015. V. 90. P. 1239-1250. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.06.090
  • Wang N., Han L., He H., Park N. H., Koumoto K. A novel high-performance photovoltaic–thermoelectric hybrid device // Energy & Environmental Science. 2011. V. 4. №9. P. 3676-3679. https://doi.org/10.1039/C1EE01646F
  • Hsueh T. J., Shieh J. M., Yeh Y. M. Hybrid Cd‐free CIGS solar cell/TEG device with ZnO nanowires // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 2015. V. 23. №4. P. 507-512. https://doi.org/10.1002/pip.2457
  • Zhang J., Xuan Y., Yang L. Performance estimation of photovoltaic–thermoelectric hybrid systems // Energy. 2014. V. 78. P. 895-903. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.10.087
  • Liao T., Lin B., Yang Z. Performance characteristics of a low concentrated photovoltaic–thermoelectric hybrid power generation device // International Journal of Thermal Sciences. 2014. V. 77. P. 158-164. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2013.10.013
  • Dallan B. S., Schumann J., Lesage F. J. Performance evaluation of a photoelectric–thermoelectric cogeneration hybrid system // Solar Energy. 2015. V. 118. P. 276-285. https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.05.034
  • Wu Y. Y., Wu S. Y., Xiao L. Performance analysis of photovoltaic–thermoelectric hybrid system with and without glass cover // Energy Conversion and Management. 2015. V. 93. P. 151-159. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.01.013
  • Lin J., Liao T., Lin B. Performance analysis and load matching of a photovoltaic–thermoelectric hybrid system // Energy Conversion and Management. 2015. V. 105. P. 891-899. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.054
  • Ismail K. A. R., Goncalves M. M. Thermal performance of a PCM storage unit // Energy conversion and management. 1999. V. 40. №2. P. 115-138. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(98)00042-9
  • Huang M. J., Eames P. C., Norton B. Thermal regulation of building-integrated photovoltaics using phase change materials // International Journal of heat and mass transfer. 2004. V. 47. №12-13. P. 2715-2733. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2003.11.015
  • Huang M. J., Eames P. C., Hewitt N. J. The application of a validated numerical model to predict the energy conservation potential of using phase change materials in the fabric of a building // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2006. V. 90. №13. P. 1951-1960. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2006.02.002
  • Huang M. J., Eames P. C., Norton B. Phase change materials for limiting temperature rise in building integrated photovoltaics // Solar energy. 2006. V. 80. №9. P. 1121-1130. https://doi.org/10.1016/j.solener.2005.10.006
  • Maiti S. et al. Self regulation of photovoltaic module temperature in V-trough using a metal–wax composite phase change matrix // Solar energy. 2011. V. 85. №9. P. 1805-1816. https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.04.021
  • Aelenei L., Pereira R., Gonçalves H., Athienitis A. Thermal performance of a hybrid BIPV-PCM: modeling, design and experimental investigation // Energy Procedia. 2014. V. 48. P. 474-483.2014. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.02.056
  • Malvi C. S., Dixon-Hardy D. W., Crook R. Energy balance model of combined photovoltaic solar-thermal system incorporating phase change material // Solar Energy. 2011. V. 85. №7. P. 1440-1446. https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.03.027
  • Zhang P., Li Q., Xuan Y. M. Thermal contact resistance of epoxy composites incorporated with nano-copper particles and the multi-walled carbon nanotubes // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2014. V. 57. P. 1-7. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.10.022
  • Kraemer D., Poudel B., Feng H. P., Caylor J. C., Yu B., Yan X., Chen G. High-performance flat-panel solar thermoelectric generators with high thermal concentration // Nature materials. 2011. V. 10. №7. P. 532-538.. https://doi.org/10.1038/nmat3013
  • Ma T., Yang H., Zhang Y., Lu L., Wang X. Using phase change materials in photovoltaic systems for thermal regulation and electrical efficiency improvement: A review and outlook // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 43. P. 1273-1284. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.12.003
  • Исманов Ю. Х., Ниязов Н. Т., Джаманкызов Н. К., Жумалиев К. М. Термоэлектронное преобразование солнечной энергии с использованием гетероструктурного катода // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №9. С. 211-221. https://doi.org/10.33619/2414-2948/58/21
  • Исманов Ю. Х., Тынышова Т. Д., Алымкулов С. А. Использование приближения Френеля для расчета распределения светового поля, прошедшего сквозь решетку // Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова. 2017. №3. С. 171-178.
  • Исманов Ю. Х., Тынышова Т. Д., Абдулаев А. А. Моделирование оптической системы, работающей при некогерентном освещении // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020. №3. С. 98-102.
  • Maripov A., Ismanov Y. Interferometer based on the Talbot effect in holography // Journal of optics. 1995.V. 26. №1. P. 25.
  • Исманов Ю. Х., Джаманкызов Н. К., Тынышова Т. Д., Алымкулов С. А. Восстановление бесщелевой радужной голограммы когерентной волной // Материалы VII Международной конференции по фотонике и информационной оптике: сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2018. С. 596-597.
  • Исманов Ю. Х., Алымкулов С. А. Саморепродуцирование регулярных объектов с огра-ниченной апертурой // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана. 2015. №7. С. 3-5.
  • Жумалиев К. М., Алымкулов С. А., Исманов Ю. Х., Исмаилов Д. А. Анализ голографических интерферограмм // Известия КГТУ им. И. Раззакова. 2016. №3(39). Ч. I. С. 56-60.
Еще
Краткое сообщение
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp