Experimental study of PV/T collector in hot climate

Abstract

Dans ce travail, nous présentons une étude expérimentale sur le collecteur solaire photovoltaïque thermique dans le climat chaud. Un capteur photovoltaïque-thermique (PV/T) est un capteur solaire combinant un module photovoltaïque (PV) et un capteur solaire thermique, qui produit simultanément de l’électricité et de la chaleur. Selon le support utilisé pour collecter l'énergie thermique, il existe deux types de capteurs PV/T: à base d'air et à base d'eau. L'intégration de modules photovoltaïques avec des capteurs thermiques peut entraîner une augmentation des températures dans le module photovoltaïque, ce qui diminue le rendement des capteurs PV/T. Pour obtenir de meilleures performances des capteurs PV/T à base d’air, il est nécessaire d’extraire la chaleur, sous forme d’air chaud, le module PV et diminuer ainsi sa température. L'air chaud extrait du collecteur PV/T peut être utilisé comme source de chaleur pour le bâtiment. Dans cette étude, un collecteur PV/T à base d’air avec un module PV monocristallin a été conçu et ses performances électriques et thermiques ont été analysées à l’aide des résultats expérimentaux. Les résultats ont indiqué que les rendements thermique et électrique du collecteur PV/T étaient en moyenne de 62.94% et environ 12%, respectivement.

In this work, we present experimental study on the photovoltaic thermal solar collector in hot climate. A photovoltaic-thermal (PV/T) collector is a solar collector that combines a photovoltaic (PV) module with a solar thermal collector, and which produces electricity and heat at the same time. Depending on the medium used for collecting thermal energy, there are two types of PV/T collectors: air-based and water-based. The integration of PV modules with thermals collectors could cause higher temperatures in the PV module, and this decreases the efficiency of PV/T collectors. In order to have better performance of air-based PV/T collectors, it is necessary to extract the heat, in the form of hot or warm air, from the PV module and thus decrease its temperature. The warm air extracted from the PV/T collector can be utilized as a heat source for the building. In this study, an air-based PV/T collector with a mono-crystalline PV module was designed, and its electrical and thermal performance was analyzed with the experimental results. The results indicated that the thermal and electrical efficiencies of the PV/T collector were, on average, 62.94% and about 12%, respectively.Résume