การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19597 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-19597 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
แผงรวมแสงอาทิตย์ |
| spellingShingle |
แผงรวมแสงอาทิตย์ ธนากรณ์ สุขคะโต การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| description |
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562 |
| author2 |
ชยุต นันทดุสิต |
| author_facet |
ชยุต นันทดุสิต ธนากรณ์ สุขคะโต |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
ธนากรณ์ สุขคะโต |
| author_sort |
ธนากรณ์ สุขคะโต |
| title |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| title_short |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| title_full |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| title_fullStr |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| title_full_unstemmed |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| title_sort |
การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (pv/t) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19597 |
| _version_ |
1806509651719618560 |
| spelling |
th-psu.2016-195972024-07-26T04:20:31Z การเพิ่มสมรรถนะของแผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อน (PV/T) โดยใช้ครีบเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อน Performance Improvement of Photovoltaic/Thermal Panels by Using Ribs for Heat Transfer Augmentation ธนากรณ์ สุขคะโต ชยุต นันทดุสิต Faculty of Engineering Mechanical Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล แผงรวมแสงอาทิตย์ วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562 According to the result of government policy, the production of electrical energy by Photovoltaic (PV) panels is more popular. Normally, the PV panel there is distributed 15% efficiency and it will decrease when the temperature of panels increased. Nowadays, the cooling methods for PV panels are improved and this can make benefit from the heat of a panel by installing the cooling module at the back of a PV panel. The Photovoltaic/Thermal (PVT) panel is called for energy generating unit. But currently, the normal cooling module generates lower heat transfer ability from the PV panel. Therefore, the objective of this research is to increase the electrical and thermal efficiency of PWT panel by attaching rib turbulators in the cooling module of PV/T. The rib turbulators will produce turbulence flow that can increase heat transfer effect from PV panel to water in the system. This research is separated into 4 sections, First, the studies of heat transfer characteristic in the cooling module which was attached b turbulators and the flow channel. The type of rib arrangement such as Inclined ribs 30° to 90%, V-shaped ribs 30" to 60" in both continuous and broken type. The ribs are installed in both parallel and serpentine channel. This will find the type of ribs arrangement which can give the highest heat transfer ability. Second, the studies of flow characteristic by using ANSYS Ver.15 (Fluent). This section is a simulation with a computer program to compare and explain the heat transfer characteristic with the experimental result. Third, the efficiency testing of PWT panel which was attached ribs in the cooling module. This section is the comparison of panel temperature, power generating and system efficiency between PVT and normal PV panel with normal climate conditions. The last section of this research is economic analysis. This part shows the simple payback periods that consider the cost and total energy of the system. According to the result of heat transfer and flow characteristic shows that 45 continuous V ribs were the highest heat transfer ability, especially for the serpentine channel. Because the water flow through the continuous V ribs and the strang secondary flow occurred over the channel cross-section. This flow will induce the streamline to attach the heat transfer surface to increase heat transfer ability. Then, the 45 continuous V rib is used in PV/T cooling module. From the PV/T efficiency testing found that temperature of PVT panel is lower than PV panel about 8-10°C, the electrical power of PV/T panel is higher than PV 6.8-14.09%, the average electrical and thermal efficiency of PV/T are 13.0-14.99% and 39.0-53.0% respectively while the average electrical efficiency of PV is 12.0-14.4%. Finally, the economic analysis found that the simple payback period of PV/T panel consider from electrical use type 1.1 and 1.2 are 5.8 and 5.1 years respectively. Therefore, the payback period of PWT is faster than PV for about 8 months. จากการสนับสนุนของรัฐบาลทําให้การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นที่นิยมมากขึ้น แต่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้โดยทั่วไปนั้นมีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าเพียง 15% และมีแนวโน้มลดลงเมื่ออุณหภูมิของแผงสูงขึ้น ปัจจุบันได้มีการคิดค้นวิธีการระบายความร้อนให้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์และนําความร้อนที่ได้มานั้นไปใช้ประโยชน์ โดยการติดตั้งตัวระบายความ ร้อนเข้ากับด้านหลังของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และเรียกระบบดังกล่าวว่า แผงรับแสงอาทิตย์แบบผลิตไฟฟ้าและความร้อนหรือ แผง PWT (Photovoltaic Thermal panel) เนื่องจากตัวระบายความร้อน ที่มีอยู่นั้นมีความสามารถในการดึงความร้อนออกจากแผงต่ําทําให้แผง PVT ยังคงมีประสิทธิภาพต่ํา เช่นกัน ในงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความร้อนให้กับแผง PVTด้วยการติดครีมเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อนภายในตัวระบายความร้อน ซึ่งครีมจะสร้างความปั่นป่วนให้กับของไหลภายในตัวระบายความร้อนส่งผลให้ความสามารถในการระบายความร้อนสูงขึ้น งานวิจัยนี้แบ่งการศึกษาออกเป็น 4 ส่วนได้แก่ การศึกษาลักษณะการถ่ายเทความร้อนภายในตัวระบายความร้อนที่ติดครีบและช่องการไหล ซึ่งรูปแบบครีบและช่องการไหลใช้ในการศึกษาได้แก่ ครีบ แบบเฉียง มุม 30 ถึง 50 ครับรูปตัววี มุม 30 ถึง 60* ทั้งแบบต่อเนื่องและแบบแตก สําหรับลักษณะช่องการไหลได้แก่ ช่องการไหลแบบขนานและของการไหลแบบวกกลับรวมทั้งสิ้น 22 กรณี เพื่อหา รูปแบบการติดตั้งครีบและช่องการไหลที่ให้สมรรถนะเชิงความร้อนสูงสุด การศึกษาลักษณะการไหล ในช่องการไหลที่ติดครีบด้วยโปรแกรมคํานวณหากลศาสตร์ของไหล ANSYS Ver.15 (Fluent) เพื่อ เปรียบเทียบและอธิบายลักษณะการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นกับการทดลอง การทดสอบ ประสิทธิภาพของแผง PVT ที่ติดตั้งครับในช่องการไหลของตัวระบายความร้อน เป็นการนําแผง PVT ที่ได้ปรับปรุงติดครับเพิ่มความสามารถถ่ายเทความร้อนไปทดสอบประสิทธิภาพเทียบกับแผง เซลล์แสงอาทิตย์แบบทั่วไป หรือ แผง PV ที่เงื่อนไขการใช้งานแบบทั่วไปและสุดท้ายการวิเคราะห์ ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ เป็นการคํานวณหาระยะเวลาคืนทุนอย่างง่ายของระบบโดย เปรียบเทียบระหว่างแผง PV กับแผง PVT กรณีที่ผู้ติดตั้งมีความต้องการใช้ทั้งพลังงานไฟฟ้าและน้ํา ร้อน จากการศึกษาในส่วนของลักษณะการถ่ายเทความร้อนและลักษณะการไหลพบว่า ครีบรูปตัววี แบบต่อเนื่องมุม 45" ให้ค่าสมรรถนะเชิงความร้อนสูงสุดโดยเฉพาะการติดตั้งครีบในช่องการไหลแบบวกกลับ เนื่องจากการไหลผ่านศรีนรูปตัววีจะสร้างคู่การไหลวนขนาดใหญ่ภายในหน้าตัดของการไหล และการไหลวนนี้จะเหนียว กระแสการไหลให้ไหลเกาะติดพื้นผิวถ่ายเทความร้อนทําให้ค่าการ ถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น ดังนั้นครีบรูปตัววีแบบต่อเนื่องมุม 45 และช่องการไหลแบบวกกลับจึงถูก นําไปติดตั้งในตัวระบายความร้อนของแผง PVT สําหรับในส่วนของการทดสอบประสิทธิภาพแผง PVT ที่ติดตั้งครีบในตัวระบายความร้อนพบว่า อุณหภูมิของแผง PVT จะมีค่าต่ํากว่าแผง PV โดย เฉลี่ยที่ 8-10 C ส่งผลให้กําลังไฟฟ้าของแผง PVT มีค่าสูงกว่าแผง PV ที่ 6.8-14.05% นอกจากนี้ยัง พบว่าแผง PVT มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความร้อนที่ 13.00-14.9% และ 39.0-530% มาบ ขณะที่แผง PV มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ 12.0-14.49% และจากการวิเคราะห์ความคุ้มค่าทาง เศรษฐศาสตร์พบว่า แผง PVT มีระยะเวลาคืนทุนพิจารณาจากการใช้ไฟฟ้าประเภทที่อยู่อาศัย ที่ 1.1 และ 1.2 เป็น 5.8 ปี และ 5.1 ปี ตามลําดับและจะมีระยะเวลาคืนทุนเร็วกว่าการติดตั้งแผง PV แบบ ทั่วประมาณ 8 เดือน 2024-07-26T04:20:31Z 2024-07-26T04:20:31Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19597 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf |