Modeling and Performance Analysis of Low Concentration Photovoltaic (LCPV) System

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Since the PV technology improves and maximizes the photoelectrical conversionrates, it has been extensively employed in the recent years. Due to the high initial capitalcost of PV systems, their wide-ranging applications are restricted. This issue of costreduction can be resolved either by increasing the efficiency of the solar cells or using thetechnology of concentration photovoltaics. The objective of this thesis is to reduce thecost of the direct conversion of solar radiation to electricity and present higher efficiencythan the typical flat-type photovoltaic (PV) modules using low concentration technology.For this purpose two configurations of LCPV are employed: V-trough PV system andcompound parabolic concentrator (CPC) integrated with PV. In the present study opticaland thermal modeling for both of these configurations are developed. These models arecoupled with the electrical model to estimate the overall performance of these respectiveLCPV systems. This analytical tool can be very useful to check the liability of thesesystems at various geographical environment conditions. By integrating uncooled simpleflat PV string with unglazed CPC, the amount of power was increased by 45.2%. If watercooling was provided along with the unglazed CPC reflectors and compared withuncooled simple flat PV string, the increase in the electrical power was about 73.6%.Effect of glazing was also studied in PV-CPC system. Glazing protects the reflectors andPV-panel from dust and moisture, but on the other hand it also raises the temperature ofthe PV panel. From electrical point of view glazing reduces the power output andfrom thermal point of view it is beneficial as it increases the thermal gain of the PV-CPC system. Therefore, unglazed PV-CPC is recommended for greater electricpower output but with a little compensation to the advantages of glazing. Similarlyfor V-trough PV system, the power was increased by 37% with the integration of V-trough to simple PV panel. Maximum power output of the actively cooled modulechanges sharply under concentration and non-concentration conditions. The maximumpower increases from 207.4(non-concentration) to 298.8 W (concentration) with apercentage increase of 44%.Furthermore, the experimental setup for V-trough PV system and PV-CPC systemhas been designed, fabricated and tested for various ambient conditions in Dhahran. Sixdifferent configurations were tested simultaneously for PV-CPC system analysis.Experimental data extracted from these laboratory scale bench-top systems showed agood agreement with the numerical model results.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

f4765e4b-32c5-40f0-8cc4-b6191cf8afca

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

945862_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تحليل عددي و تجريبي لنظام الخلايا الضوئية الجهدية منخفضة التركيز

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Palanichamy Gandhidasan","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"بلال تنوير","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Modeling and Performance Analysis of Low Concentration Photovoltaic (LCPV) System

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

منذ تحسين تكنولوجيا الخاليا الكهروضوئية لمعدالت التحويل الكهروضوئية، فقد استخدمت على نطاقواسع في السنوات األخيرة, إال أن تطبيقات هذه األنظمة الكهروضوئية الكثيرة قد إنحصرت بسبب إرتفاع رأس المال، ويمكن حل مشكلة إرتفاع التكاليف إما عن طريق زيادة كفاءة الخاليا الشمسية أو باستخدام تكنولوجيا تركيز الخالياالكهروضوئية. الهدف من هذه الرسالة هو خفض تكلفة التحويل المباشر لإلشعاعات الشمسية إلى كهرباء، وتقديمكفاءة أعلى من نموذج الخاليا الضوئية مسطحة الشكل باستخدام تكنولوجيا تركيز منخفض. لهذا الغرض يتم توظيفاثنين من تكوينات LCPV: نظام PV-V الحوض ومركزات مكافئ مركب )CPC( متكاملة مع PV. في هذهالدراسة تم تطوير نمذجة ضوئية وحرارية لكال هذه التكوينات. تم دمج هذه النماذج مع النموذج الكهربائي لتقديراألداء العام لنظم LCPV. هذه األداة التحليلية يمكن أن تكون مفيدة للغاية للتأكد من إعتمادية هذه األنظمة في مختلفظروف البيئة الجغرافية. من خالل دمج سلسلة PV المسطحة والغير مبردة مع مركزات مكافئ مركب )CPC( غيرالمغطى ، تم زيادة كمية الطاقة بنسبة 4..2٪. إذا تم توفير مياه التبريد مع عاكسات مركزات مكافئ مركب غيرالمغطى وغير مبرد مقارنة مع سلسلة PV المسطحة ، وكانت الزيادة في الطاقة الكهربائية حوالي 7..6٪. تمتدراسة تأثير الزجاج أيضا في نظام CPC-PV . الزجاج يحمي عاكسات لوحة PV من الغبار والرطوبة، ولكن منناحية أخرى فإنه يزيد أيضا درجة حرارة لوحة الخلية الكهروضوئية. من وجهة نظر كهربائية فإن الزجاج يقلل منxxiانتاج الطاقة ومن وجهة نظر حرارية فإنه المفيد كما أنه يزيد من الكسب الحراري للنظام CPC-PV . لذا، يوصىCPC-PV الغير مغطى لزيادة انتاج الطاقة الكهربائية ولكن مع تعويض قليل من مزايا الزجاج. على نحو مماثللنظام PV-V الحوض ، تمت زيادة الطاقة بنسبة 6.٪ مع دمج V-الحوض للوحة كهروضوئية بسيطة. انتاج الطاقةالقصوى في وحدة تبريد فعال تتغير بشكل حاد في ظل ظروف التركيز وعدم التركيز. زيادة الطاقة القصوى من4.6.2 )غير تركيز( إلى 4.2.2 واط )تركيز( مع زيادة نسبة ٪22.إضافة لذلك، فقد تم تصميم اإلعدادات التجريبية لنظام PV-V الحوض ونظام CPC-PV ، واختبارها. CPC-PV لمختلف الظروف المحيطة في الظهران. تم اختبار ستة تكوينات مختلفة في نفس الوقت لتحليل نظاموأظهرت البيانات التجريبية المستخلصة من أنظمة المختبر اتفاق جيد مع نتائج النموذج العددي.

إشراف وإعداد

الإشراف

Palanichamy Gandhidasan

الإعداد

بلال تنوير

الاقتباسات الببليوغرافية