بررسی استفاده از فیلتر طیفی ترکیبی نانوسیال-ماده تغییر فاز دهنده در سیستم فتوولتاییک/حرارتی

سیستم فتوولتاییک/حرارتی با ترکیب تکنولوژی های فتوولتاییک و کلکتور حرارتی خورشیدی قادر به تولید هم زمان حرارت و الکتریسیته است. فیلتر های طیفی به منظور استفاده کامل از طیف تابش خورشیدی و جداسازی حرارتی سلول های فتوولتاییک و سیال انتقال حرارت در سیستم فتوولتاییک/حرارتی به کار گرفته می شوند. هدف از این مقاله بررسی فیلتر طیفی ترکیبی جدیدی متشکل از ماده تغییر فاز دهنده و نانوسیال به منظور دستیابی به فیلتری نزدیک به فیلتر طیفی ایده آل است. در این راستا، سیستم فتوولتاییک/حرارتی دارای فیلتر طیفی ترکیبی نانوسیال-ماده تغییر فاز دهنده با استفاده از معادلات موازنه انرژی در نرم افزار متلب شبیه سازی شد و عملکرد آن از دیدگاه انرژی و اگزرژی با دو سیستم فتوولتاییک/حرارتی معمولی و سیستم فتوولتاییک/حرارتی دارای فیلتر طیفی نانوسیالی مقایسه گردید. همچنین، خواص نوری نانوسیالات و ماده تغییر فاز دهنده مدل سازی شدند و مدل های ارایه شده با داده های تجربی موجود در پژوهش های گذشته اعتبار سنجی شدند. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که با استفاده از فیلتر طیفی ترکیبی می توان دمای فتوولتاییک را تا 50% کاهش داد و دمای سیال خروجی را تا بیش از دو برابر افزایش داد. بازده اگزرژی سیستم دارای فیلتر طیفی ترکیبی در نسبت تمرکز 30 به ترتیب 14 و 22 درصد بیشتر و اگزرژی تلف شده آن به ترتیب به میزان 5 و 7 درصد کمتر از سیستم فتوولتاییک/حرارتی معمولی و سیستم دارای فیلتر طیفی نانوسیالی بدست آمد.