Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79365
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorTanongkiat Kiatsiriroat-
dc.contributor.advisorAttakorn Asanakham-
dc.contributor.advisorThoranis Deethayat-
dc.contributor.authorVat Sunen_US
dc.date.accessioned2024-01-02T17:25:13Z-
dc.date.available2024-01-02T17:25:13Z-
dc.date.issued2022-02-15-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79365-
dc.description.abstractPhotovoltaic thermal (PVT) module provides a conversion of solar energy into simultaneous electricity and heat. Unlike normal photovoltaic (PV) module, the nominal operating cell temperature (NOCT) used to evaluate PV module temperature and electrical power output is not given since the value for the PVT module also depends on mass flow rate and the inlet temperature of the module working fluid. In this study, a new method for calculating the NOCT of glazed and unglazed PVT modules having water as working fluid were presented. Four unglazed identical PVT modules in series connection were tested outdoor with various mass flow rates similar to solar collector testing. The water inlet temperature of the first PVT module of the system was varied in a range of 27 - 60 °C. A correlation for NOCT of unglazed PVT module with (Tfi - Ta)/IT and water mass flow rate, mi was developed. In case of glazed PV'I module, the evaluation of the NOCT is more complicated since the module temperature is rather difficult to be measured. The thermal characteristics such as F', FR, FR(𝜏𝛼), and 𝐹𝑅𝑈𝐿, and finally the NOCT at various water flow rates and inlet temperatures inlet temperatures could be evaluated. It could be noted that the calculated values of the module temperature, the outlet hot water temperature and the generated electrical power from the developed NOCT approach agreed very well with the experimental results. Use of phase change material (PCM) to generate temperature stratification in water storage tank coupled with unglazed photovoltaic-thermal (PVT) module for combined heat and power generation enhancement was investigated by experimental and numerical analyses. In this experiment. RT42 having a melting point of 38-43 °C, was filled in a packed-bed of 40 mm diameter spherical capsules in a water storage tank (220 L) connecting with four identical unglazed PVI modules (each of 200 Wp) in series. The experiments were performed outdoor with water mass flow rates of 2.4 and 5.8 LPM. The enthalpy method with the one-dimensional finite difference method was used to calculate the temperatures of water and PCM ball in the storage tank. It could be seen that the simulated results on the water and the PCM temperatures, including the module temperature of PVT modules, agreed well with those of experimental data. The model was also used to evaluate the net electrical and net overall (both thermal and electrical including pump power) efficiencies of the PVT modules by considering the position of the PCM ball, the PCM amount, the circulating water mass flow rate, and the PCM type. From this model, the PCM ball packed-bed position did not give an effect on the PVT module performances. But increase of the PCM amount at giving circulating water mass flow rate, higher water temperature stratification could be found, and higher performances of PVT modules, especially in the afternoon, could be obtained. Lower melting point PCM showed better performance of the PVI modules, but if the melting was too low, the water temperature might not be high enough for hot water utilization. RT42-water storage with 𝐻𝑏/𝐻 = 100% was recommended since the PVT performance could be improved compared with normal water storage, and the water temperature in the storage tank could reach 55 °C which was high enough for domestic hot water. The mass flow rate of 2.4 LPM was also recommended for actual production with the optimum overall efficiency when the pump power was included. Four PVT modules in series connection were selected since the storage tank temperature could be obtained at 55 °C and the average net exergy efficiency could reach 14.79%.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleDesign of PCM-water storage for improving performance of Photovoltaic/Thermal module in residential buildingen_US
dc.title.alternativeการออกแบบระบบเก็บสะสมน้ำพีซีเอ็มเพื่อปรับปรุงสมรรถนะเชิงความร้อนโมดูลโฟโตวอลเทอิกในอาคารที่อยู่อาศัยen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshPhotovoltaic Thermal-
thailis.controlvocab.lcshPhotovoltaic power generation-
thailis.controlvocab.lcshPhotovoltaic power systems-
thailis.controlvocab.lcshSolar energy-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractโมดูลความร้อนจากเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) เป็นการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทั้งพลังงานไฟฟ้า และ พลังงานความร้อน ต่างจาก โมคูลเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป อุณหภูมิเซลล์ทำงานปกติ (NOCT) ที่ใช้ ในการประเมินอุณหภูมิของโมดูลความร้อนจากเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ยังขึ้นอยู่กับอัตราการไหล และอุณหภูมิขาเข้าของสารทำงานในการศึกษานี้ ได้นำเสนอวิธีการใหม่ในการคำนวณอุณภูมิเซลล์ ทำงานปกติ (NOCT) ของโมคูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แบบมีกระจกและ ไม่มีกระจกปิด ค้านบนเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีน้ำเป็นสารทำงาน โคยโมคูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แบบไม่มี กระจกปิดค้นบนเซลล์แสงอาทิตย์นั้น เชื่อมต่อกันแบบอนุกรมจำนวน 4 ชุด โดยทำการทดสอบกลาง แดดด้วยอัตราการไหลที่คล้ายกัน กับการทดสอบเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ มีการปรับค่า อุณหภูมิน้ำขาเข้าของโมคูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ชุดแรกในช่วง 27-60 องศาเซลเซียส ภายใต้ความสัมพันธ์ของอุณภูมิเซลล์ทำงานปกติ (NOCT) ของโมคูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แบบไม่มีกระจกปิดค้นบนเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย (𝑇𝑓𝑖 - 𝑇𝑎)/𝐼𝑇 และอัตราการไหลของน้ำที่ ถูกปรับเปลี่ยนแล้ว การประเมินอุณภูมิเซลล์ทำงานปกติ (NOCT) นั้นมีซับซ้อนกว่าเนื่องจากการวัด อุณหภูมิของโมคูลนั้นทำได้ค่อนข้างยาก คุณสมบัติทางความร้อน เช่น 𝐹′, 𝐹𝑅, 𝐹𝑅(𝜏𝛼), and 𝐹𝑅𝑈𝐿 และอุณภูมิเซลล์ทำงานปกติ (NOCT) ที่อัตราการไหลของน้ำและ อุณหภูมิขาเข้าต่างๆ สามารถ ประเมินได้จากการทดลองด้วยโมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แบบมีกระจกปิดด้านบนเซลล์ แสงอาทิตย์ และ โมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ที่ไม่มีกระจกปิดจำนวน 4 ชุดภายใต้สภาพ อากาศที่เชียงใหม่ และสามารถค้นพบได้ว่าอุณหภูมิของโมดูลที่คำนวณได้ อุณหภูมิของน้ำร้อนที่ขา ออก และ พลังงานไฟฟ้าได้ผลิตได้นั้นสอดคล้องกับการทดสอบ การใช้วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) เพื่อสร้างการแบ่งชั้นอุณหภูมิในถังเก็บน้ำร่วมกับโมดูลความร้อนเซลล์ แสงอาทิตย์ (PVT) แบบไม่มีกระจกปิดด้านบนเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพทาง ความร้อนและ พลังงานร่วม ได้ทำการศึกษาโดยวิเคราะห์ทั้งเชิงทดสอบและเชิงตัวเลข ในการทคลอง นี้มีการใช้สารเปลี่ยนเฟสชนิด RT42 ที่มีจุดหลอมเหลวในช่วง 38 ถึง 43 องศาเซลเซียส บรรจุใน แคปซูลทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 มิลลิเมตร ในถังเก็บน้ำขนาค 220 ลิตร ซึ่งเชื่อมต่อกับ โมคูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แบบไม่มีกระจกปิดด้านบนเซลล์แสงอาทิตย์ต่ออนุกรมกัน จำนวน 4 ชุด โดยชุดละ 200 วัตถ์ ทำการทดสอบกลางแดดด้วยอัตราการไหลของน้ำ 2.4 และ 5.8 ลิตร ต่อนาที ใช้วิธีของเอนทาลปีและวิธีหาความแตกต่างแบบหนึ่งมิติในการคำนวณหาค่าอุณหภูมิของน้ำ และลูกบอล PCM ในถังเก็บน้ำ จะพบว่าผลการจำลองของน้ำและอุณหภูมิของ PCM รวมถึงอุณหภูมิ ของโมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) มีความสอดคล้องกับผลการทดลอง โดยแบบจำลองนี้ยัง ใช้ในการประเมินประสิทธิภาพไฟฟ้าสุทธิ โดยรวมของโมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ได้ โดยมีการประเมินตำแหน่งของลูกบอล PCM ปริมาณของลูกบอล PCM อัตราการหมุนเวียนของน้ำ จากการทดสอบข้างคั่นพบว่า ตำแหน่งของลูกบอล PCM ไม่ได้ส่งผลต่อประ สิทธิภาพของโมคูลความ ร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) แต่การเพิ่มขึ้นของปริมาณลูกบอล PCM นั้นส่งผลต่ออัตราการหมุนเวียน ของน้ำ สามารถแบ่งตำแหน่งของอุณหภูมิที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพการทำงานของโมดูลความร้อน เซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ที่สูงขึ้นในช่วงบ่าย จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่า PCM แสดงให้เห็นว่ามีการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ โมคูลความร้อนเซลล์ แสงอาทิตย์ (PVT) แต่หากจุดหลอมเหลวต่ำเกิน ไป อาจส่งผลให้อุณหภูมิน้ำไม่สูงพอที่จะ ใช้เป็นน้ำ ร้อน โดยแนะนำให้เก็บสารเปลี่ยนเฟสชนิด RT42 ที่มี 𝐻𝑏/𝐻 เป็น 100% เนื่องจากมีความสามารถ ปรับปรุงประสิทธิภาพของโมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ได้เมื่อเทียบกับการจัดเก็บน้ำปกติ และอุณหภูมิของน้ำในถังเก็บอาจจะ สูงถึง 55 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงพอที่จะ ใช้เป็นน้ำร้อน ที่อัตราการ ไหล 2.4 ลิตรต่อนาที และยังมีการแนะนำให้ใช้สำหรับการผลิตจริง ด้วยประสิทธิภาพโดยรวมที่ เหมาะสมที่สุดเมื่อมีการรวมกำลังของปั๊ม การเลือกโมดูลความร้อนเซลล์แสงอาทิตย์ (PVT) ต่อ อนุกรมกันจำนวน 4 ชุด เนื่องจากที่อาจจะหาอุณหภูมิถังเก็บน้ำที่ 55 องคาเซลเซียส และประสิทธิภาพ exergy สุทธิเฉลี่ยที่อาจจะถึง 14.79%en_US
Appears in Collections:ENG: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
590651027 Vat Sun.pdf8.66 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.