РОЗРОБЛЕННЯ ГІБРИДНОГО ТЕПЛОВОГО ФОТОЕЛЕКТРИЧНОГО ГЕЛІОКОЛЕКТОРА ТА АНАЛІЗ ЙОГО ЕФЕКТИВНОСТІ
Ключові слова:
гібридний тепловий фотоелектричний геліоколектор, фотоелементи, тепловий акумулятор, сонячна енергія, відновлювальні джерела енергії
Анотація
Статтю присвячено дослідженню ефективності гібридних теплових фотоелектричних геліоколекторів (ГТФГК), які поєднують функції теплових геліоколекторів і фотоелектричних панелей. Основною метою є розроблення конструктивних і технологічних рішень для максимально ефективного використання сонячної енергії. Досліджено вплив кута нахилу ГТФГК, питомої масової витрати теплоносія та азимутального кута відхилення на теплову й електричну ефективність системи. Проведено експериментальні вимірювання залежності ефективності від інтенсивності сонячного випромінювання. Виявлено, що правильний вибір параметрів дозволяє підвищити продуктивність запропонованої конструкції геліосистеми. Отримані результати підтверджують перспективність ГТФГК у сфері відновлюваної енергетики, сприяючи зниженню споживання викопного палива та екологічній стабільності.
Посилання
1. Global Warming of 1.5°C. Summary for Policymakers. IPCC 2018. URL: https://www.ipcc.ch/site/assets/ uploads/sites/2/2018/07/SR15_SPM_version_stand_alone_LR.pdf (date of access: 25.02.2025).
2. Paris Agreement. United Nations. URL: https://treaties.un.org/doc/Treaties/2016/02/20160215%20 06-03%20PM/Ch_XX VII-7-d.pdf (date of access: 25.02.2025).
3. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development. A/RES/70/1. United Nations. URL: https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/21252030%20Agenda%20for%20Sustainable%20 Development%20web.pdf (date of access: 25.02.2025).
4. Abdullah A. L., Misha S., Tamaldin N., Rosli M. A. M., Sachit F. A. Technology Progress on Photovoltaic Thermal (PVT) Systems with Flat-Plate Water Collector Designs: A Review. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. 2019. Vol. 59, no. 1. P. 107–141. ISSN 2289-7879.
5. Zhelykh V., Venhryn I., Kozak K., Shapoval S. Solar collectors integrated into transparent facades. Production Engineering Archives. 2020. Vol. 26, no. 3. P. 84–87. ISSN 2353-5156. URL: https://doi.org/10.30657/pea.2020.26.17 (date of access: 25.02.2025).
6. Diwania S., Agrawal S., Siddiqui A. S., Singh S. Photovoltaic-thermal (PV/T) technology: a comprehensive review on applications and its advancement. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2020. Vol. 11, no. 5. P. 33–54. URL: https://doi.org/10.1007/s40095-019-00327-y (date of access: 25.02.2025).
7. Said Z., Alshehhi A. A., Mehmood A. Predictions of UAE’s renewable energy mix in 2030. Renewable Energy. 2018. Vol. 118. P. 779–789. URL: https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.11.075 (date of access: 28.03.2025).
8. Hamdan M. A., Abdelhafez E., Ahmad R., Alaboushi A. R., Eman A. Solar Thermal Hybrid Heating System. Energy Sustainability and Water Resource Management for Food Security in the Arab Middle East: conference, Beirut, Lebanon, Dec. 2014.
9. Zhelykh V., Venhryn I., Kozak K., Shapoval S. Solar collectors integrated into transparent facades. Production Engineering Archives. 2020. Vol. 26, no. 3, P. 84–87. URL: https://doi.org/10.30657/pea.2020.26.17 (date of access: 25.02.2025).
10. Tripanagnostopoulos Y. Aspects and improvements of hybrid photovoltaic/thermal solar energy systems. Solar Energy. 2007. Vol. 81, no. 9. P. 1117–1131. URL: https://doi.org/10.1016/j.solener.2007.04.002 (date of access: 25.02.2025).
11. Obstawski P., Bakon T., Czekalski D. Comparison of solar collector testing methods – theory and practice. Processes. 2020. No. 8, P. 1–29. URL: https://doi.org/ 10.3390/ pr8111340 (date of access: 25.02.2025).
12. Ramos F., Cardoso A., Alcaso A. Hybrid Photovoltaic-Thermal Collectors. IFIP Advances in Information and Communication Technology. 2010. Vol. 314. P. 477–484. URL: https://doi.org/ 10.1007/978-3-642-11628-5_53 (date of access: 25.02.2025).
13. Mysak S., Shapoval S., Matiko H. Simulation of Hybrid Solar Collector Operation in Heat Supply System. Energy Engineering and Control Systems. 2023. Vol. 9, no. 2. P. 61–62.
14. Shapoval S., Spodyniuk N., Zhelykh V., Shepitchak V., Shapoval P. Application of rooftop solar panels with coolant natural circulation. Pollack Periodica. 2021. Vol. 16, no 1. P. 132–137.
15. Ploskyi V., Sergeychuk O., Usenko V., Tereschuk M. Improving efficiency energy systems-photovoltaic modules and solar collectors in construction. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology: conference, KhPI, Week 2022.
16. Sergeychuk O., Martynov V., Usenko D. The definition of the optimal energy-efficient form of the building. International Journal of Engineering and Technology. 2018. Vol. 7, no 3. P. 667–671.
17. Shapoval S., Mysak S., Shapoval P., Matiko H. Analysis of Current Use of Renewable and Alternative Energy Sources by European Countries. Lecture Notes in Civil Engineering. 2024. No. 438, P. 381–391.
18. Склянко А., Кучер А. Дослідження роботи гелiоустановки для спільної генерації електричної та теплової енергії. Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання : зб. матеріалів IV-ї Всеукр. студент. наук.-техн. конф., 19–20 квiт. 2011 р. Тернопіль : ТНТУ, 2011. Том 1. С. 275.
19. Суржик О.М. Теплофізичні характеристики гелiоенергетичних модулів з композиційними тепловідводами : дис. … канд. техн. наук. : 05.14.08. Київ, 2016. 159 с.
2. Paris Agreement. United Nations. URL: https://treaties.un.org/doc/Treaties/2016/02/20160215%20 06-03%20PM/Ch_XX VII-7-d.pdf (date of access: 25.02.2025).
3. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development. A/RES/70/1. United Nations. URL: https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/21252030%20Agenda%20for%20Sustainable%20 Development%20web.pdf (date of access: 25.02.2025).
4. Abdullah A. L., Misha S., Tamaldin N., Rosli M. A. M., Sachit F. A. Technology Progress on Photovoltaic Thermal (PVT) Systems with Flat-Plate Water Collector Designs: A Review. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. 2019. Vol. 59, no. 1. P. 107–141. ISSN 2289-7879.
5. Zhelykh V., Venhryn I., Kozak K., Shapoval S. Solar collectors integrated into transparent facades. Production Engineering Archives. 2020. Vol. 26, no. 3. P. 84–87. ISSN 2353-5156. URL: https://doi.org/10.30657/pea.2020.26.17 (date of access: 25.02.2025).
6. Diwania S., Agrawal S., Siddiqui A. S., Singh S. Photovoltaic-thermal (PV/T) technology: a comprehensive review on applications and its advancement. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2020. Vol. 11, no. 5. P. 33–54. URL: https://doi.org/10.1007/s40095-019-00327-y (date of access: 25.02.2025).
7. Said Z., Alshehhi A. A., Mehmood A. Predictions of UAE’s renewable energy mix in 2030. Renewable Energy. 2018. Vol. 118. P. 779–789. URL: https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.11.075 (date of access: 28.03.2025).
8. Hamdan M. A., Abdelhafez E., Ahmad R., Alaboushi A. R., Eman A. Solar Thermal Hybrid Heating System. Energy Sustainability and Water Resource Management for Food Security in the Arab Middle East: conference, Beirut, Lebanon, Dec. 2014.
9. Zhelykh V., Venhryn I., Kozak K., Shapoval S. Solar collectors integrated into transparent facades. Production Engineering Archives. 2020. Vol. 26, no. 3, P. 84–87. URL: https://doi.org/10.30657/pea.2020.26.17 (date of access: 25.02.2025).
10. Tripanagnostopoulos Y. Aspects and improvements of hybrid photovoltaic/thermal solar energy systems. Solar Energy. 2007. Vol. 81, no. 9. P. 1117–1131. URL: https://doi.org/10.1016/j.solener.2007.04.002 (date of access: 25.02.2025).
11. Obstawski P., Bakon T., Czekalski D. Comparison of solar collector testing methods – theory and practice. Processes. 2020. No. 8, P. 1–29. URL: https://doi.org/ 10.3390/ pr8111340 (date of access: 25.02.2025).
12. Ramos F., Cardoso A., Alcaso A. Hybrid Photovoltaic-Thermal Collectors. IFIP Advances in Information and Communication Technology. 2010. Vol. 314. P. 477–484. URL: https://doi.org/ 10.1007/978-3-642-11628-5_53 (date of access: 25.02.2025).
13. Mysak S., Shapoval S., Matiko H. Simulation of Hybrid Solar Collector Operation in Heat Supply System. Energy Engineering and Control Systems. 2023. Vol. 9, no. 2. P. 61–62.
14. Shapoval S., Spodyniuk N., Zhelykh V., Shepitchak V., Shapoval P. Application of rooftop solar panels with coolant natural circulation. Pollack Periodica. 2021. Vol. 16, no 1. P. 132–137.
15. Ploskyi V., Sergeychuk O., Usenko V., Tereschuk M. Improving efficiency energy systems-photovoltaic modules and solar collectors in construction. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology: conference, KhPI, Week 2022.
16. Sergeychuk O., Martynov V., Usenko D. The definition of the optimal energy-efficient form of the building. International Journal of Engineering and Technology. 2018. Vol. 7, no 3. P. 667–671.
17. Shapoval S., Mysak S., Shapoval P., Matiko H. Analysis of Current Use of Renewable and Alternative Energy Sources by European Countries. Lecture Notes in Civil Engineering. 2024. No. 438, P. 381–391.
18. Склянко А., Кучер А. Дослідження роботи гелiоустановки для спільної генерації електричної та теплової енергії. Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання : зб. матеріалів IV-ї Всеукр. студент. наук.-техн. конф., 19–20 квiт. 2011 р. Тернопіль : ТНТУ, 2011. Том 1. С. 275.
19. Суржик О.М. Теплофізичні характеристики гелiоенергетичних модулів з композиційними тепловідводами : дис. … канд. техн. наук. : 05.14.08. Київ, 2016. 159 с.
Опубліковано
2025-04-30
Як цитувати
Мисак, С. Й., & Шаповал, С. П. (2025). РОЗРОБЛЕННЯ ГІБРИДНОГО ТЕПЛОВОГО ФОТОЕЛЕКТРИЧНОГО ГЕЛІОКОЛЕКТОРА ТА АНАЛІЗ ЙОГО ЕФЕКТИВНОСТІ. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету, 15(1), 181-191. https://doi.org/10.32782/2220-8674-2025-25-1-21
Розділ
Енерговиробництво (за спеціалізацією)
