Scope and Goal
Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité en convertissant la lumière solaire par l'effet photovoltaïque. Dans les zones où l'irradiation solaire est suffisamment élevée, les panneaux solaires devraient produire une quantité proportionnelle d'électricité, mais il a été noté que le rendement des panneaux solaires diminue avec l'augmentation de la température. En conséquence, les panneaux solaires produisent moins d'électricité qu'ils ne le devraient lorsqu'ils sont exposés à un rayonnement solaire élevé et à des températures élevées. Le but de ce projet était d'étudier le comportement thermique d'un panneau solaire et de simuler un processus de récupération de chaleur qui permettra de récupérer de la chaleur à d'autres fins tout en refroidissant les panneaux solaires. Le dispositif de récupération de chaleur considéré pour la simulation est un dispositif de refroidissement liquide composé de tubes et d'une plaque absorbante. La plaque est placée sous les panneaux et un liquide, de l'eau dans notre étude,
Modificateur de méthodologie
Une approche numérique a été utilisée dans ce projet. A cet effet, un profil thermique a été créé pour chaque composant des panneaux solaires : le verre de protection, la couche de cellules PV et la couche de tedlar. Ensuite, le système de transfert de chaleur a été modélisé comme un dispositif tubulaire d'échange de chaleur liquide. L'ensemble du système comporte 6 couches : les trois couches des panneaux solaires, auxquelles s'ajoutent trois nouvelles couches : une plaque absorbante, des tubes et une couche isolante. Des équations d'échange thermique ont été dérivées pour chaque couche et une équation électrique correspondante a été dérivée pour la couche de cellules PV. La simulation a été exécutée sous Matlab.
Résultats et conclusion
Les résultats de la simulation étaient la puissance et le rendement électriques, la puissance et le rendement thermiques et le rendement global du panneau combiné photovoltaïque-thermique. Les résultats obtenus après la simulation ont prouvé que l'efficacité globale du panneau solaire PV simulé peut être améliorée en utilisant un dispositif de récupération de chaleur. Les résultats ont montré que le rendement électrique du système combiné photovoltaïque-thermique était légèrement inférieur à celui d'un panneau solaire photovoltaïque seul, mais qu'une quantité importante d'énergie thermique pouvait être récupérée du système combiné. En conséquence, l'efficacité globale du panneau solaire a été augmentée. Cette technique peut être utilisée dans des régions éloignées pour produire de l'électricité et de la chaleur pour des processus à faible chaleur.
Lien vers l'article
Une thèse a été rédigée autour de ce projet et un article a été produit et publié à la fin de cette étude.