สถานะปัจจุบันของการวิจัยเกี่ยวกับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์-ความร้อนจากแสงอาทิตย์เป็นอย่างไร?

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์-ความร้อนจากแสงอาทิตย์ (PV/T) เป็นระบบครบวงจรที่ผสมผสานการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์และการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ ระบบใช้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของตัวสะสม และใช้ความร้อนในโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ผ่านสารทำงานที่ไหลอยู่ในท่อที่ด้านหลังของตัวสะสม เช่น การทำความร้อนในอาคารและการจ่ายน้ำร้อนภายในบ้าน ระบบ PV/T สามารถประกอบด้วยหลายประเภทตามความแตกต่างในโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์และตัวรวบรวม เช่น ตัวสะสมแบบแผ่นเรียบและตัวสะสมแบบรวมศูนย์ โมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถใช้ซิลิคอนผลึกเดี่ยว โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน เซมิคอนดักเตอร์แบบฟิล์มบาง ฯลฯ และสารทำงานสามารถใช้น้ำ อากาศ ฟรีออน ฯลฯ

การวิจัยแรกสุดเกี่ยวกับระบบ PV/T สามารถย้อนกลับไปในทศวรรษ 1970 Kern และ Russell โดยใช้อากาศและน้ำเป็นสื่อการไหล ได้เสนอแนวคิดหลักบางประการของระบบ PVlT โดยอิงจากผลการทดลองที่วัดได้ Hendriea เสนอแบบจำลองทางทฤษฎีของระบบ PVlT โดยใช้เทคโนโลยีการเก็บความร้อนแบบเดิม Florschuetz ขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้แบบจำลอง Hottel-Whillie เพื่อวิเคราะห์ระบบ PV/T

วิธีการเชิงตัวเลขที่เสนอโดย Raghuraman สามารถใช้เพื่อทำนายประสิทธิภาพของตัวสะสมแผ่นความร้อนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทางอากาศ Cox และ Raghuraman ศึกษาระบบคอมโพสิตทางอากาศและไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วไป และทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยใช้เซลล์ซิลิคอนทั่วไปแบบใหม่เพื่อลดต้นทุนของระบบ ในขณะที่ Loferslti และคณะ เปรียบเทียบผลการวิเคราะห์เชิงพื้นที่อิสระกับผลที่วัดได้ และให้ผลการวิเคราะห์ของระบบคอมโพสิตที่มีการไหลเวียนของอากาศในที่พักอาศัย Bhargava และ Prikash ศึกษาปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการไหลของมวลอากาศ ความยาว/ความลึกของท่ออากาศไหล/สัดส่วนของเซลล์แสงอาทิตย์แบบดูดซับในระบบ PVrI' แบบช่องสัญญาณเดียว และดำเนินการศึกษาทดลองที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบ

ในทางกลับกัน การผสมผสานระหว่างระบบ PV/T และเทคโนโลยีปั๊มทำความร้อนโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยให้การใช้น้ำในครัวเรือนที่มีอุณหภูมิสูงและประสิทธิภาพการทำความเย็นด้วย PV ที่ยอดเยี่ยมเป็นไปได้ สารทำความเย็นเหลวจะระเหยในท่อที่ด้านหลังของตัวสะสมแผ่นเรียบ ทำให้ตัวสะสม PV/T และเครื่องระเหยรวมเป็นหนึ่งเดียว ตลอดวงจรแรงคิน พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกดูดซับบนเครื่องระเหย PV/T ที่อุณหภูมิแวดล้อมในภูมิภาค จากนั้นจึงปล่อยบนคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิแผงและปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากระบบใหม่มีอุณหภูมิการระเหยสูงกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศแบบเดิม ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพของระบบจึงได้รับการปรับปรุงเช่นกัน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าใหม่ในการวิจัยระบบ PV/T บาซิเลียน และคณะ สาธิตการประยุกต์ใช้และทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยี PV/T ในการทำงาน หวงและคณะ ศึกษาระบบเก็บน้ำ PV/T และระบบเก็บน้ำพลังงานแสงอาทิตย์แบบครบวงจร โดยใช้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนทั่วไป และใช้แนวคิดประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานเบื้องต้น เพื่อเปรียบเทียบและวิเคราะห์ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบกับเครื่องเก็บน้ำพลังงานแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม ซอนดัก และคณะ ใช้ชุดแบบจำลองสภาวะคงตัวและไดนามิกเพื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพของระบบเก็บน้ำ PV/T