بررسی اثر رطوبت و شبنم بر عملکرد پنل های خورشیدی در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی

2 مهندسی مکانیک بیوسیستم، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشگاه تهران

چکیده

این پژوهش به بررسی اثر رطوبت هوا و تشکیل شبنم بر پارامترهای عملکردی دو نوع پنل خورشیدی سیلیکونی  مونوکریستال و پلی­کریستال در شرایط آزمایشگاهی می­پردازد. برای ایجاد شرایط رطوبتی مختلف و تشکیل شبنم دستگاه آزمایشگاهی آزمون عملکرد پنل­های خورشیدی به سامانه کنترل شرایط محیطی دما و رطوبت نسبی تجهیز گردید. دو نوع آزمایش اثر رطوبت نسبی هوا در سه سطح 45، 60 و 75 درصد در دما 25 درجه سلسیوس و اثر تشکیل شبنم ناشی از آن­ها بر روی سطح دو نوع پنل در سه تکرار انجام شد. با توجه به تحلیل تصاویر در نرم­فزار imagJ، مقدار پوشش تشکیل شبنم روی سطح پنل در رطوبت‌های 45، 60 و 75 درصد به ترتیب 19/45%، 5/63% و 62/83% برآورد گردید. با تعیین منحنی­های مشخصه جریان - ولتاژ (I-V) و توان – ولتاژ (P-V) برای شرایط مختلف، پارامترهای عملکردی شامل اختلاف پتانسیل مدار باز (Voc)، شدت جریان اتصال کوتاه (Isc)، توان بیشینه (Pmax)، اختلاف پتانسیل بیشینه (Vmax)، شدت‌ جریان بیشینه (Imax) و راندمان تعیین گردید. نتایج نشان داد که تشکیل شبنم بر روی سطح پنل خورشیدی موجب افزایش پارامترهای عملکردی نسبت به شرایط هوای مرطوب می­شود. اثر نوع پنل سیلیکونی، رطوبت نسبی و نوع شرایط محیطی تقریباً بر کلیه پارامترهای عملکردی پنل خورشیدی بسیار معنی­دار
(p < 0.01) بود. با افزایش رطوبت هوا و میزان پوشش شبنم روی سطح پنل پارامترهای عملکردی به طور خطی کاهش یافت. اثر دما بر پارامترهای عملکردی نسبت به اثر رطوبت هوا خیلی بیشتر بود. به طور کلی، راندمان پنل خورشیدی مونوکریستال در شرایط تشکیل شبنم ناشی از رطوبت نسبی در محدوه 45 تا 75 درصد به ترتیب موجب افزایش 74/13 تا 43/8 درصد برای پنل مونوکریستال و 38/11 تا 01/8 درصد برای پنل نوع پلی­کریستال نسبت به شرایط هوای مرطوب گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental study the effect of dew formation on the performance of solar cells

نویسندگان [English]

  • Ali Mashallah kermani 1
  • Seyyed Ahmad Hosseini 2
  • Akbar Arabhosseini 3
1 Abureyhan Campus
2 Department of Agro-Technology Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Agro-Technology Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The present research examined the study of the laboratory the effects of dew formation and humidity on the parameters mono crystalline and polycrystalline silicon solar panel. To create statuses dew formation equipped test lab device performance solar panel systems to environmental monitoring temperature and relative humidity. were evaluated this study dew formation of air relative humidity of 45, 60 and 75 percent at 25 degrees Celsius temperature on the surface the panel. The results showed that dew formation on the surface of the solar panel increases the performance parameters relative to humid weather conditions. The effects of the type of silicon panel and the relative humidity of ambient were very significant (p <0.01) on almost all functional parameters of the solar panel. By increasing the amount of dew covering on the panel surface, the functional parameters decreased linearly. The effect of temperature on the performance parameters was much higher than the air humidity. In general, the efficiency of a mono-Si solar panel in the conditions of relative humidity in the range of 45% to 75% resulted in 13.74% to 8.43% for mono-Si panel and 11.38% to 8.1% percent for a poly-Si, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • solar panel
  • relative humidity
  • dew
  • Efficiency
  • Performance

مراجع

Ameri, A., Kermani, Ali M., Zarafshan, P., Kouravand, S., Khashehchi, M. (2016).  Effects of agricultural dust deposition on photovoltaic panel performance. The 3rd International Conference and Exhibition on Solar Energy (ICESE-2016), 5-6 September 2016, University of Tehran, Tehran, Iran.
Anonymous. (2009). The psychrometric chart and its use. Service Application Manual, SAM Chapter 630-16, Section 3A, by: Refrigeration Service Engineers Society (RSES).
Anonymous. (2016). A set of the legal references and the strategies to optimize energy consumption in Iran. Renewable Energy and Energy Efficiency Organization (SATBA), http:// www. saba. org.ir/ saba_ content/ media/ image/ 2016/ 11/8720_orig.pdf (In Farsi)
Bashir, M.A., Ali, H.M., Ali, M., & Siddique, A.M. (2015). An experimental investigation of performance of photovoltaic modules in Pakistan, Thermal Science, 19(2): S525-S534.
Epia. (2015). Global market outlook for solar power 2015-2019. Solar Power Europe (Spe). Formerly Known As Epia – European Photovoltaic Industry Association.
Ettah, E.B., Ushie, P.O., Obiefuna, J.N., & Nwachukwu, N.C. (2015). Comparative study of the effects of relative humidity on solar electricity generation in UYO and Port-Harcourt, Nigeria. International Journal of Mathematics and Physical Sciences Research, 3(2): 66-70.
Huld, T., & Garcia Amillo, A. M. (2015). Estimating PV module performance over large geographical regions: The role of irradiance, air temperature, wind speed and solar spectrum, Energies 8: 5159-5181.
Ibrahim, A. (2011). Effect of shadow and dust on the performance of silicon solar cell. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 1(3): 222-230.
Katkar, A.A., Shinde, N.N., & Patil, P.S. (2011). Performance & evaluation of industrial solar cell w.r.t. temperature and humidity, International Journal of Research in Mechanical Engineering and Technology, Vol. 1, No. 1: 69-73.
Kazem, H. A. & Chaichan, M. T. (2015). Effect of humidity on photovoltaic performance based on experimental study. International Journal ofApplied Engineering Research, 10(23): 43572-43577.
Kohraku, S., & Kurokawa, K. (2006). A fundamental experiment for discrete-wavelength LED solar simulator. Solar Energy Materials and Solar Cells, 90(18): 3364-3370.
Krauter, S. (2004). Increased electrical yield via water flow over the front of photovoltaic panels. Solar Energy aterials & Solar Cells, 82: 131-137.
Lewis, N. S. (2007). Toward cost-effective solar energy use. Science 315: 798-801.
Mekhilefa, S., Saidurb, R. & Kamalisarvestanib, M. (2012). Effect of dust, humidity and air velocity on efficiency of photovoltaic cells. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16: 2920– 2925
Ndiaye, A., Kébé, C. M. F., Ndiaye, P. A., Charki, A., Kobi A., & Sambou, V. (2013). Impact of dust on the photovoltaic (PV) modules characteristics after an exposition year in sahelian environment: the case of Senegal" International Journal of Physical Sciences, Vol. 8, No. 21: 1166-1173.
Pidwirny, M., (2006). Atmospheric effects on incoming solar radiation, Fundamentals of Physical Geography, 2nd Edition. Date Viewed. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7f.html.
Rahman, M.M., Hasanuzzaman, M., & Rahim, N.A. (2015). Effects of various parameters on PV-module power and efficiency. Energy Conversion and Management, Vol. 103: 348–358.
Sarparast, M. Hesa, M., & Asgari, H.R. (2014). Determining Appropriate Provinces for Dew Harvesting in Iran. Environmental Resources Research .Vol. 2, No. 1: 21-30.
Shan, F., Tang, F., Cao, L., & Fang, G. (2014). Comparative simulation analyses on dynamic performances of photovoltaic–thermal solar collectors with different configurations. Energy Conversion and Management, Vol. 87: 778–786.
Taghavi, M., (2015). The use of new and renewable energy in heating and cooling buildings, Solar Energy Conference and Exhibition, Tehran University, September 7-8. (In Farsi)
Xu, J., Hu, Z., Jia, X., Huang, L., Huang, X., Wang, L., & Zhu, Y. (2016). A rapid annealing technique for efficient perovskite solar cells fabricated in air condition under high humidity. Organic Electronics, 34: 84-90.
 
 
مهندسی بیوسیستم ایران
دوره 49، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 49-59

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 04 تیر 1396
  • تاریخ بازنگری: 12 مهر 1396
  • تاریخ پذیرش: 17 مهر 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار