T Solar Collector System

International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013   doi: 10.14355/ijes.2013.0306.03 www.ijesci.org  A Critical Review o...
Author: Clement Hampton
5 downloads 0 Views 906KB Size
International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013   doi: 10.14355/ijes.2013.0306.03

www.ijesci.org 

A Critical Review on Enhancement in System  Performance of Flat Plate Hybrid PV/T Solar  Collector System  V. N. Palaskar1, S. P. Deshmukh2   Department of Mechanical Engineering,Veermata Jijabai Technological Institute, Mumbai, India  Department of General Engineering, Institute of Chemical Technology (Deemed University), Mumbai, India 

1  2 

  Abstract  The  combined  efficiency  i.e.  electrical  and  thermal  of  a  simple flat plate solar hybrid PV/T water/air collector system  is low. Therefore above systems are commercially not viable  till  date.  To  make  these  systems  commercially  viable,  development  in  the  system  configurations  can  be  done  by  modifying PV absorber shape, size & materials, and also by  attaching  various  types  of  diffuse  reflectors  or  flat  concentrators  to  the  sides  of  commercial  PV  module.  PV  absorber surface design with various configurations such as  simple open air channel, single pass with rectangular tunnel,  spiral flow absorber collector, thin metallic sheet suspended  at  the  middle  of  air  channel,  fins  at  the  back  wall  of  an  air  duct  etc.,  are  used  in  a  simple  flat  plate  solar  hybrid  PV/T  water/air  collector  systems  to  enhance  its  system  performance at one sun concentration and above.   This article reviews a simple flat plate hybrid PV/T water/air  collector  systems  with  and  without  PV  absorber  surface  design  with  various  configurations  as  discussed  above.  Finally  effect  of  attaching  a  flat  concentrators  or  diffuse  reflectors with unglazed and glazed surface on performance  of these systems is also discussed and analyzed.   Keywords   Hybrid  Solar  System;  Photovoltaic/  Thermal  Collector;  Flat  Concentrators; Diffuses Reflectors 

Introduction An  absorbed  solar  radiation  by  PV  module  results  in  generation of electricity and it’s heating. Cooling of PV  modules  improves  its  electrical  efficiency  at  a  reasonable  level.  The  natural  or  forced  air  circulation  is a simple and low cost method to remove waste heat  from  back  side  of  commercial  PV  module.  But  this  method  is  less  effective  if  ambient  air  temperature  is  over  20  0C.  The  water  heat  extraction  is  more  expensive than air heat extraction, but it is used for the  above  application,  as  the  water  temperature  from  mains  is  normally  under  20  0C  throughout  the  year.  The  usual  mode  of  PV  cooling  is  by  circulation  of  water  through  a  heat  exchanger  or  PV  absorber 

surface attatch in thermal contact with PV module on  rear  surface.  In  a  simple  flat  plate  solar  hybrid  PV/T  water/air collector systems, the PV panels and thermal  units  are  mounted  together  and  the  systems  can  simultaneously convert solar radiation in to electricity  and thermal energy. The hybrid PV/T systems provide  a  higher  energy  output  than  standard  PV  panels  and  could  be  the  cost  effective  in  near  future  if  the  additional cost of the thermal component is low.  An  extension  of  the  Hottel‐Whiller  model  had  been  used for the analysis of hybrid PV/T collector systems  for  both  thermal  and  electrical  performance  of  a  combined  collector  systems  as  a  function  of  collector  design  parameters  (Florschuetz  LW  1979).  A  hybrid  PV/T  collector  system  consists  of  a  PV  panel  which  was placed on a thermal collector with a gap between  them had been used to achieve an effective PV cooling  with  increament  in  electrical  efficiency  (T.  Takashima  et al. 1994). A hybrid PV/T collector system with low,  medium or high concentration reflectors was attached  with  the  above  modified  system  (Al‐Baali  1986).  Because of this modification, the electrical and thermal  output  of  a  hybrid  PV/T  collector  system  was  found  increased significantly.  The  effect  of plane  booster  reflector  had  been  studied  for solar air heaters with solar cells were used for solar  drying  applications  (H.P.  Garg  1991).  A  new  type  of  PV/T  collector  system  with  dual  heat  extraction  operation either water or air circulation was studied (Y.  Tripanagnostopoulos et al. 2001). The above dual PV/T  collector  system  had  been  combined  with  booster  diffuse  reflectors,  achieving  a  significant  increase  in  output of electrical and thermal energy.  The  different  experiments  had  been  performed  on  hybrid  PV/T  water  collector  system  by  attaching  flat  Aluminum concentrators with commercial PV module  (Lj.  Kostic  et  al.  2009).  The  final  results  showed  that  electrical  and  thermal  energy  generated  by  hybrid 

395 

www.ijesci.org                                                           International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013 

Three PV/T water collector systems had been designed  and  their  thermal  performances  had  been  compared  such as direct flow PV/T, Parallel flow PV/T and Split  flow PV/T systems (Kamaruzzaman Sopian et al.). Out  of these three PV/T systems, the split flow PV/T design  had  showed  better  thermal  performance  compared  to  other  two  PV/T  systems  such  as  direct  flow  and  parallel flow. 

PV/T  water  collector  system  with  Aluminum  sheet  concentrators were 8.6% and 39% higher than without  flat  concentrator.  Also  final  results  had  showed  that  electrical  and  thermal  energy  generated  by  hybrid  PV/T  water  collector  system  with  Aluminum  foil  concentrators  were  17.1%  and  55%  higher  than  that  without concentrator.  A  thin  flat  metallic  sheet  (TFMS)  and  Fins  had  been  attached  in  the  air  duct  acting  as  a  heat  transfer  augmentations  in  air  cooled  hybrid  PV/T  collector  systems to improve its overall performance (J.K. Tonui  and  Y.  Tripanagnostopoulos  2007).  In  these  studies,  the  steady‐state  thermal  efficiencies  of  the  modified  systems were compared with those of typical PV/T air  collector system. 

System Performance of Flat Plate Hybrid PV/T Solar Air Collector Systems A  Single‐pass  solar  collector  with  open  channel  absorber  had  been  converted  into  a  rectangle  tunnel  absorber modified hybrid PV/T air collector system as  shown in Fig 1 and 2 (Gohli Jin et al.). The dimensions  of  these  PV  panel  were  taken  1.20  m  x  0.  53  m;  produced  80W  power.  Total  39  tunnels  of  hollow  rectangular  tubes  were  used  to  fabricate  the  PV  absorber system. The solar PV/T collector system was  tested  by  using  23  simulator  halogen  lamps.  The  modified  PV/T  air  collector  system  was  tested  with  and  without  rectangular  tunnel  to  compare  the  final  performance  results.  The  solar  irradiances  from  simulation  lamps  were  set  at  385.2  W/m2  and  817.4  W/m2 respectively. During experiments the mass flow  rates were set from 0.011 kg/s to 0.0754 kg/s. 

The  various  experiments  were  performed  on  hybrid  PV/T  water  collector  systems  with  Unglazed  and  glazed  configurations  (Y.  Tripanagnostopoulos  et  al.).  The  final  results  had  showed  that  unglazed  system  produces  more  electrical  energy  than  thermal  energy.  When stationary diffuse reflectors were attached with  PV/T water collector system with unglazed and glazed  configurations, then PV/T water collector system with  glazed and stationary diffuse reflectors had produced  more  electrical  and  thermal  energy  compared  to  unglazed and stationary diffuse reflectors.  A  single‐pass  hybrid  PV/T  air  collector  system  with  rectangular  tunnel  acting  as  a  heat  absorber  surface  had  been  design  and  evaluated  (Gohli  jin  et  al.).  The  final  results  showed  that  the  system  performance  in  terms  of  electrical  and  thermal  energy  had  been  increased  as  compared  to  single‐pass  hybrid  PV/T  system without rectangular tunnel absorber. 

  FIGURE 1: SOLAR PHOTOVOLTAIC THERMAL AIR  COLLECTOR 

An  experimental  study  had  been  performed  on  PV/T  water collector system by using a spiral flow absorber  collector  used  for  heat  transfer  augmentation  from  back side of module (Adnan Ibrahim et al.). Finally the  results  of  system  performance  of  the  photovoltaic,  thermal  and  combined  photovoltaic‐thermal  water  collector  system  over  range  of  operating  conditions  were discussed and analyzed. 

Where:  1‐Blower,  2‐  Ducting,  3‐PV  cell,  4‐Insulator,  5‐  Hot  air  out  from collector. 

An  experimental  study  had  been  performed  on  PV/T  water  collector  system  cooled  by  a  thin  film  of  water  running  over  top  surface  of  commercial  PV  panel  (R.  Hosseini  et  al.  2011).  The  results  showed  that  the  working  temperature  of  the  PV  panel  for  combined  system was lower compared to the conventional panel.  The final results proved that the electrical performance  of  the  combined  system  was  higher  than  the  conventional one. 

396

FIGURE 2: SINGLE PASS SOLAR COLLECTOR SYSTEM 

The  various  experiments  had  been  performed  on  modified  PV/T  air  collector  system  by  varying  the  solar irradiances and mass flow rates. The final results  were showed that the surface temperature of PV panel  drops  with  increasing  the  mass  flow  rate  of  cool  air  which  flows  through  the  rectangular  tunnel  system  (Fig‐3). 

 

International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013  

www.ijesci.org 

Three  geometrical  configurations  of  PV  absorber  surface  design  had  been  considered  such  as  open  air  channel‐REF  model,  the  modified‐TFMS  model  (thin  flat metallic sheet) and Fin model for hybrid PV/T air  collector  systems  (J.K.  Tonui  et  al.  2007),  as  shown  in  fig‐6.  Three  identical  prototype  test  models  were  constructed  from  three  Pc‐Si  PV  modules  with  aperture area of 0.4m2 and rated power capacity of 46  W.    FIGURE 3: COMPARISON OF PANEL’S TEMPERATURE 

The  electrical  efficiency  of  hybrid  PV/T  air  collector  system had been increased with the mass flow rate as  shown  in  Fig‐4.  The  hybrid  PV/T  air  collector  system  with  tunnel  showed  better  electrical  efficiency  compared to collector system without tunnel. 

  FIGURE 6: CROSS‐SECTIONAL VIEW OF PV/T AIR COLLECTOR  MODELS 

During the experiments, combinations such as natural  and force air flow circulation for REF, TFMS and FIN  models  had  been  used  at  a  time.  For  forced  air  flow  circulation  experiments,  the  air  circulation  was  maintained  by  using  air  pump.  For  natural  air  flow  circulation  experiments,  the  inlet  and  outlet  vents  were  left  open  to  atmosphere  for  free‐air  flow  circulation.  Under  forced  flow  air  circulation  the  results  showed  that,  the  Fin  system  yields  high  thermal  efficiency  of  30%;  followed  by  TFMS  with  28%  and  lastly  the  typical  with  25%  for  REF  model  respectively.  Under  natural  air  flow  circulation  the  final  results  obtained  that  the  Fin  system  yields  high  thermal  efficiency  of  20%;  followed  by  TFMS  with  18%  and  lastly  16%  for  REF model respectively at noon day. 

  FIGURE 4: ELECTRICAL EFFICIENCY OF BOTH COLLECTORS 

The  thermal  efficiency  of  hybrid  PV/T  air  collector  system without tunnel had reached steady stage when  the  mass  flow  rate  was  0.04  kg/s  (Fig‐5).  For  collector  system  with  tunnel,  thermal  efficiency  was  reached  steady  stage  after  mass  flow  rate  of  0.07  kg/s.  The  photovoltaic,  thermal  and  combined  photovoltaic/  thermal efficiency of 10.02 %, 54.70 %, and 64.72 % had  been  observed  respectively  after  modification  of  single‐pass open air channel absorber into a rectangle  air tunnel absorber surface. 

System Performance of Flat Plate Hybrid PV/T Solar Water Collector Systems A  special  Spiral  flow  absorber  collector  had  been  designed and tested (Adnan Ibrahim et al.), as shown  in  Fig.7.  The  rectangular  hollow  tubes  of  Spiral  flow  absorber  were  made  up  from  stainless  steel.  The  absorber  collector  as  shown  in  Fig.7,  consisting  of  a  single  unilateral  channel  for  the  water  to  flow  in  it  which was fitted underneath the standard PV panel of  80 W rating with size of 1 m height, 0.65m length.  The spiral flow absorber tube was fabricated with one  inlet  and  outlet  to  allow  water  to  enter  and  exit  from  tube  respectively.  The  inlet  and  outlet  of  spiral  tube  had  been  arranged  opposite  to  each  other  so  that 

  FIGURE 5: THERMAL EFFICIENCY OF BOTH COLLECTORS 

 

 

397

www.ijesci.org                                                           International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013 

water  to  flow  in  reversed  direction  and  covered  the  entire PV panel surface area from underneath.  

The  hybrid  PV/T  water  collector  systems  had  been  constructed  from  two  Pc‐Si  PV  modules  in  combination  with  water  heat  extraction  device.  The  two hybrid PV/T water collector systems were used i.e.  PVT/Unglazed  and  PVT/Glazed.  The  two  modified  hybrid PV/T water collector systems had developed by  attaching diffuse reflectors i.e. PVT/Unglazed +Ref and  PVT/Glazed+Ref.  During  experiments  with  diffuse  reflectors,  the  PV/T  water  collector  systems  were  tested  for  different  values  of  solar  radiations  to  get  data for different angles between systems and sun. 

FIGURE 7: THE DESIGN OF SPIRAL FLOW ABSORBER  COLLECTOR 

The thermal and electrical efficiencies of these systems  had been used to calculate monthly and annual energy  output  by  using  experimental  calculation.  These  results were compared with the electrical performance  of  the  PV/T  water  collector  systems  and  that  of  standard  PV  modules  of  the  same  type  in  a  typical  installation and with diffuse reflectors. 

The  combined  PV/T  water  collector  system  performance as 65 % had been obtained with electrical  efficiency of 12 % at mass flow rate of 0.041 kg/s.  Two fundamental hybrid PV/T water collector systems  had  been  considered  (Y.  Tripanagnostopoulos  et  al.),  as shown in fig. 8. 

TABLE‐1 ANNUAL SYSTEM ENERGY OUTPUT IN kWh/m2 Y 

  FIGURE 8: CROSS SECTION OF THE PV/T EXPERIMENTAL  MODELS. 

The  stationary  flat  diffuse  reflectors  were  attached  from the higher part of the modules of one row to the  lower part of the modules of next row is shown in Fig.  9.  The  above  configuration  increases  the  solar  input  radiation on PV modules throughout the year, results  increase in electrical and thermal energy of the hybrid  PV/T water collector systems. 

SYSTEM 

Annul  Electrical  Energy  KWh/m2 y

% Of  nput  energy 

Annul  Thermal  Energy  KWh/m2 y

% Of  input  energy

PV  MOUDLES

182.84 

11.12 

‐‐‐ 

‐‐‐ 

PV+REF  MOUDLES

217.53 

13.23 

‐‐‐ 

‐‐‐ 

PVT/UNGL 25 0C 

178.43 

10.85 

537.87 

32.70 

PVT/UNGL 35 0C 

166.17 

10.10 

217.13 

13.20 

PVT/UNGL 45 0C 

161.19 

9.80 

35.79 

2.18 

PVT/UNGL +REF 25 0C 

198.62 

12.08 

619.77 

37.68 

PVT/UNGL +REF 35 0C 

186.02 

11.31 

275.53 

16.75 

PVT/UNGL +REF 45 0C 

143.57 

8.73 

263.96 

16.05 

PVT/GL  25 0C 

149.33 

9.08 

776.30 

47.20 

PVT/GL  35 0C 

137.55 

8.36 

467.98 

28.45 

PVT/GL  45 0C 

125.25 

7.62 

220.39 

13.40 

PVT/GL  +REF 25 0C 

167.98 

10.21 

831.75 

50.57 

PVT/GL  +REF 35 0C 

155.77 

9.47 

519.15 

31.56 

PVT/GL  + REF 45 0C

143.57 

8.73 

263.96 

16.05 

  Table‐I shows final values of annual energy output for  all systems of the annual solar input on the PV plane. 

  FIGURE 9: A PV/T SYSTEMS WITH DIFFUSE REFLECTORS 

398

 

International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013  

These  results  had  given  an  idea  about  the  limitations  of  practical  use  of  PV/T  systems,  as  the  operation  of  these  systems  in  moderate  (350C)  or  high  (450C)  temperatures  results  to  a  considerable  reduction  in  electrical and thermal energy respectively. 

www.ijesci.org 

Also the solar radiation intensity had augmented up to  65.6%  by attaching Aluminum  foil  concentrators  with  PV/T  collector  system,  in  relation  to  without  concentrators.  Because  of  this  increment  in  solar  radiation  intensity,  the  thermal  and  electrical  energy  produce  by  PV/T  water  collector  system  had  been  improved by 55% and 17.10% respectively. 

The  different  experiments  had  been  performed  on  PV/T  water  collector  system  with  and  without  flat  plate  concentrators  attached  to  this  system  (Lj.  Kostic  et al. 2009). To conduct these experiments, a prototype  of  PV/T  water  collector  system  having  dimensions  of  1.37  x  0.72  m2  made  of  electrolytic  alloy  colored  anodized aluminum box had been developed.  

Experimental  set  up  had  been  developed  for  two  similar  but  separate  PV  panels  with  each  area  of  0.44  m2  as  shown  in  fig.  11(R.  Hosseini  et  al.  2011).  The  maximum  output  voltage  and  current  were  respectively  23V,  2.61A,  with  power  output  of  60W.  The  first  panel  was  used  as  a  combined  PV/T  system  with  a  film  of  water  running  over  its  top  surface  without  front  glass  and  an  additional  fabricated  system i.e heat exchanger was attached with combined  system to utilize the heat generated by the panel. The  second  panel  was  a  conventional  PV  as  a  reference  panel. Both panels were facing south with an angle of  inclination of 29°. 

The  power  output  of  solar  mono  crystalline  silicon  module was 110 W. The flat concentrators were made  of  Aluminum  sheet  and  foil  with  dimensions  1.37x  0.72  m2  as  shown  in  fig.  10.  The  hybrid  PV/T  water  collector  system  was  positioned  at  an  angle  of  450  in  relation to the horizontal plane and due south oriented.  Two  flat  Aluminum  concentrators  had  been  attached  at sides of PV module of PV/T water collector system,  with  changeable  position  in  relation  to  this  hybrid  system. 

The  solar  radiation  was  measured  by  a  Kimo  SL100  solar meter installed on the corner of one of the panel.  The  patch  type  thermocouples  (k  type)  had  been  installed  on  the  back  surface  of  the  two  panels.  Two  standard  thermocouples  (k  type)  were  used  to  measure  the  temperature  of  the  water  before  running  over the panel and at the lower end of the panel. The  temperature  of  the  water  coming  out  of  the  heat  exchanger was also measured by installing a standard  thermocouple  (k  type)  at  the  end  of  the  finned  tube  type heat exchanger. The different measurements had  been  executed  simultaneously  over  14  days  during  September,  2010  in  Tehran  and  recorded  for  every  10  minutes. 

Heating  of  tap  water  in  hot  water  storage  tank  was  monitored for period of 8.00 to 17.00 hours during day.  Generated electrical energy was stored in battery. The  current  and  voltage  in  PV/T  water  collector  were  recorded in every 10 min and registered in the form of  tables and graphics by PC. The measurements of solar  radiation  intensity  had  been  collected  during  an  hour  of  solar  cell  in  the  middle  of  PV/T  water  collector  system by using MINI‐KLA device as shown in Fig. 10. 

  FIGURE‐10, MEASUREMENTS OF CONCENTRATED SOLAR  RADIATION BY MINI‐KLA DEVICE. 

The solar radiation intensity had been increased up to  43.6  %  by  attaching  Aluminum  sheet  concentrators  with  PV/T  collector  system,  in  relation  to  without  concentrators.  Because  of  this  increment  in  solar  radiation  intensity,  the  thermal  and  electrical  energy  produce  by  PV/T  water  collector  system  had  augmented by 39 % and 8.60 % respectively. 

 

  FIGURE 11: SOLAR PV PANEL EQUIPPED WITH WATER FILM  PRODUCER 

A film of water had been produced over the panel by a  tube with a slit along the top end of the PV panel (Fig.  11). A water pump was used to fed water to the tube, 

 

399

www.ijesci.org                                                           International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013 

leaves  the  slit  and  flows  over  the  panel  as  a  thin film  flow. The water had been collected at the lower end of  the  panel  passing  through  a  finned  tube  type  heat  exchanger and consumed the heat gained by the water.  Due to tap water flow and additional cooling by water  evaporation,  the  combined  PV/T  system’s  operating  temperature was  measured  much lower  up  to 18.7 C0  as  compared  to  the  conventional  panel  (Fig.12).  This  temperature  reduction  had  caused  a  noticeable  improvement in electrical efficiency up to 33%. 

  FIGURE 14: DIRECT PV/T WATER COLLECTOR SYSTEM 

  FIGURE 12: COMPARISON OF CONVENTIONAL PV PANEL  TEMPERATURE WITH THE TEMPERATURE OF THE PANEL IN  THE COMBINED PV/T SYSTEM. 

There  was  a  perceptible  enhancement  took  place  in  overall  efficiency  of  the  combined  PV/T  system  as  comparison  to  the  conventional  system  (Fig.13),  because  combined  PV/T  system  had  produced  both  electrical and thermal energy at a time.     FIGURE 15: PARALLEL FLOW PV/T COLLECTOR SYSTEM 

  FIGURE 13: COMPARISON OF CONVENTIONAL PV PANEL  OVERALL EFFICIENCY WITH THE OVERALL EFFICIENCY OF  THE COMBINED PV/T SYSTEM 

Three PV/T water collector systems had been designed,  tested  and  their  thermal  performances  had  been  compared  (Kamaruzzaman  Sopian  et  al.),  shown  in  Fig. 14 to 16.  

400

  FIGURE 16: SPLIT FLOW PV/T WATER COLLECTOR SYSTEM. 

 

International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013  

www.ijesci.org 

The  output  fluid  temperature  from  PV/T  collector  systems  for  various  module  numbers  under  solar  irradiance of 500 W/m2 and ambient temperature of 25  0  C  had  been  shown  in  Fig.  18.  After  studying  the  performance characteristic parameters of PV/T system  from  Fig.  17  and  18,  the  Split  flow  design  of  PV/T  water  collector  system  gave  better  thermal  performance  compared  to  Direct  flow  and  Parallel  flow and lastly 16% for REF model respectively. 

Fig.  14  shows  that  the  parameter  diagram  of  Direct  PV/T  water  Collector  system  which  was  the  most  common, conventional and simple design use in solar  water collector and photovoltaic thermal collector. Fig.  15  shows  that  the  parameter  diagram  of  Parallel  flow  PV/T collector system whcih was used in most product  of current solar water collector without PV panel. Fig.  16  shows  that  the  new  design  parameter  diagram  which  was  called  as  split  flow  PV/T  water  collector  system.  This new  design was  tested  and  compared  to  other collectors design in this simulation. 

Conclusions After  applying  above  system  configurations  techniques  to  simple  flat  plate  hybrid  PV/T  water/air  collector  systems,  an  improvement  in  combined  system  performance  took  place.  So  single  pass  with  rectangular  tunnel  collector,  spiral  flow  absorber  collector,  thin  metallic  sheet  suspended  at  the  middle  of  air  channel,  fins  at  the  back  wall  of  an  air  duct  etc  has  been  used  to  cool  under  side  of  PV  module  to  maintain constant open circuit voltage (VOC) of the PV  module.  Attaching  flat  concentrators  or  diffuse  reflectors  to  PV  module,  the  short  circuit  current  (ISC)  of  the  PV  modules  has  been  augmented.  So  the  combined  effects  of  above  configurations  have  enhanced  electrical  performance  of  the  hybrid  PV/T  water/air  collector  system  compared  to  simple  flat  plate hybrid PV/T water/air systems. When the above  system configurations techniques have been applied to  these  systems,  enhancement  in  thermal  performance  took  place  too.  Hence  the  combined  system  performance i.e. electrical and thermal performance of  these systems took place. 

  FIGURE 17: THERMAL EFFICIENCY OF PV/T SYSTEMS WHEN  WATER INPUT TEMPERATURE 26 0C AND AMBIENT  TEMPERATURE 25 0C. 

The  thermal  efficiency  of  these  three  PV/T  systems,  when  water  input  temperature  was  at  260C  and  ambient  temperature  25  0C  under  different  solar  irradiance  is shown  in  Fig.  17.  Fig. 18, shows  thermal  efficiency  of  these  three  PV/T  systems,  when  water  input  temperature  was  at  31  0C  and  ambient  temperature 25  0C under various solar irradiance. The  above  results  showed  that  at  lower  temperature  of  input  water,  higher  thermal  efficiency  of  PV/T  collector systems had been obtained. 

To  make  these  systems  commercially  viable  in  near  future  in  terms  of  efficiency,  performance,  life,  payback period, cost etc, along with the improvement  in  system  configuration  techniques,  research  and  development  on  optimization  of  material  selections  and its application giving higher efficiency of the solar  hybrid  system  may  be  considered  in  future  development.  REFERENCES 

Adnan 

Ibrahim, 

Mohd. 

HafidzRuslan,Sohif 

Yusof 

Mat  , 

Othman, 

Azami 

Zaharim 

Mohd  and 

Kamaruzaman  Sopian:  Experimental  Studies  on  Water  based  PV/T  Collector,  Solar  Energy  ResearchInstitute, 

 

University Kebangsaan Malaysia.  

FIGURE 18: THERMAL EFFICIENCY OF PV/T SYSTEMS WHEN  WATER INPUT TEMPERATURE 31 0C AND AMBIENT  TEMPERATURE 25 0C 

 

Al‐Baali,  Improving  the  power  of  a  solar  panel  by  cooling  and light concentrating, Solar Wind Techno 3 (1986) 241. 

 

401

www.ijesci.org                                                           International Journal of Energy Science (IJES) Volume 3 Issue 6, December 2013 

Florschuetz  LW.  Extension  of  the  Hottel–Whiller  Model  to 

Chortatou  M.  (2001).  Hybrid  PV/T  systems  with  dual 

the  analysis  of  combined  photovoltaic/thermal  flat  plate 

heat extraction operation. In Proc. 17th PV Solar Energy 

collectors. Sol Energy 6 (1979); 22:361.Adelman, Rachel. 

Conference Munich, 22‐26 Oct pp 2515‐2518. 

Gohli jin, Adnan Ibrahim, Yee Kim Chean, Roonak Daghigh, 

V.  N.  Palaskar  is  pursuing  Ph.D.  (Mechanical  Engineering),  Department  of  General  Engineering,  Institute  of  Chemical  Technology  Mumbai,  India  since  2011‐12.  He  has  completed  M.E.  (Mechanical  Engineering)  with  first  division  in  2000  from  Veermata  Jijabai  Technology  Institute  (Mumbai  University)  Mumbai,  India.  He  has  done  B.E.  (Mechanical  Engineering)  with  first  division  in  1994  from  Amravati  University, Amravati, India.  He  has  got  more  than  15  years  of teaching and 2 1/2 years of research experience.          Mr.  V.  N.  Palaskar  is  working  as  faculty  in  Mechanical  Engineering  Department,  Veermata  Jijabai  Technology  Institute, Mumbai, India.  

Hafidz  Ruslan  ,  Sohif  Mat,  Mohd.  Yusof  Othman,  Kamaruzaman  Ibrahim,  Azami  Zaharim,  Kamaruzaman  Sopian,  Evaluation  of  Single‐Pass  Photovoltaic‐Thermal  Air  Collector  with  Rectangle  Tunnel  Absorber,  Solar  Energy  Research  Instiute,  Universiti  Kebangsaan  Malaysia.  H.P.  Garg,  R.K.  Agarwal,  A.K.  Bhargava, Study  of  a  hybrid  solar  system—solar  air  heater  combined  with  solar  cells  Energy , Conv. Manag 32 (1991) 543.  J.K.  Tonui,  Y.  Tripanagnostopoulos:  Improved  PV/T  solar  collectors  with  heat  extraction  by  forced  or  natural  air  circulation, Department of Physics, University of Patras, 

His  research  interest  includes  solar  thermal  applications,  hybrid  solar  water  systems  for  domestic  and  low  temperature  applications,  solar  drying  applications  etc.  He  has  published  three  papers  in  peer  review  journals  and  presented one paper in international conference.  

Patra 26504, Greece, Renewable Energy 32 (2007) 623–637.  Kamaruzzaman  Sopian,  Goh  Li  Jin,  Mohd.  Yusof  Othman,  Saleem  H.  Zaidi,  Mohd  Hafidz  Ruslan:  Advanced  Absorber  Design  for  Photovoltaic  Thermal  (PV/T)  Collectors,  Recent  Researches  in  Energy,  Environment 

Mr.  V  N  Palaskar  is  a  Members  of  Indian  Institute  of  Industrial  Engineering,  Indian  National  Science  Academy  (INSA) and Solar Energy Society of India (SESI), India.  

and Landscape Architecture, ISBN: 978‐1‐61804‐052‐7.  Lj. Kostic, T. Pavlovic and Z. Pavlovic‐ Influence of Physical  Characteristics  of  Flat  Aluminum  Concentrators  on 

E‐mail address: [email protected] 

Energy  Efficiency  of  PV/Thermal  Collector,  Proceedings 

S.  P.  Deshmukh  is  Ph.D.  (Tech)  from  Institute  of  Chemical  Technology  (Deemed  University),  Mumbai  in  2009.  He  has  completed  M.E.  (Production  Engineering)  with  first  class  in  1991  from  Victoria  Jubilee  Technical  Institute  Matunga  (University  of  Mumbai)  Mumbai,  India.  He  has  done          B.E.  (Production  Engineering)  with  first  class  in  1986  from  Victoria  Jubilee  Technical  Institute  (University  of  Mumbai)  Mumbai,  India.  He  has  got  more  than  26  years  of  teaching  and  research  experience  in  engineering  Institute.  Dr.  S.  P.  Deshmukh is working as Associate Professor in Department  of  General  Engineering,  Institute  of  Chemical  Technology  Mumbai, India.    

of  the  Tenth  Annual  Conference  of  the  Materials  Research  Society  of  Serbia,  September  ‐2008,  115  (2009),  No. 4.  R.  Hosseini  ,  N.  Hosseini,  H.  Khorasanizadeh:An  experimental  study  of  combining  a  photovoltaic  system  with  a  heating  system,  World  Renewable  Energy  Congress  2011‐Sweden,  8‐13  May  2011,  Linkoping,  Sweden.   T.  Takashima,  T.  Tanaka,  T.  Doi,  J.  Kamoshida,  T.  Tani,  T.  Horigome,  New  proposal  for  photovoltaic‐thermal  solar  energy utilization method, Solar Energy 52 (1994) 241.  Y. Tripanagnostopoulos , M. Souliotis, R. Battisti , A.Corrado, 

He  has  published  ten  papers  in  peer  review  international  journals  and  presented  seven  papers  in  international  conferences.  

APPLICATION  ASPECTS  OF  HYBRID  PV/T  SOLAR  SYSTEMS,  Physics  Department,  University  of  Patras,  Patras  and  Department  of  Mechanics  and  Aeronautics, 

Prof. Dr  S.  P.  Deshmukh  is  a  Member  of  Indian  Institute  of  Industrial Engineering (IIIE), India.   

University of Rome “La Sapienza”, Rome.  Y.  Tripanagnostopoulos  Y.,  Tzavellas  D.,  Zoulia  I.  And 

E‐mail address: [email protected] 

 

402

 

Suggest Documents