Numerical Study of the Influence of Operating Conditions on the Overall Efficiency of a Photovoltaic Thermal System

Photovoltaic (PV) panels are an integral part of solar energy systems, converting sunlight directly into electricity. With the increasing demand for renewable energy sources, PV panels have gained significant attention due to their ability to generate clean and sustainable power. However, the performance of PV panels is influenced by various factors, including their design, materials, operating conditions, and environmental factors. Cooling is a crucial aspect in the operation of PV panels, as high temperatures can significantly affect their efficiency and overall performance. Water and nanofluid cooling have emerged as promising strategies to mitigate temperature-related issues and enhance the energy output of PV panels. This abstract focuses on the application of water and nanofluid cooling techniques in PV panels and their impact on performance. This work explores the influence of parameters such as mass flow rate, nanofluid concentration, and nanofluid type on cell temperature reduction and resulting thermal and electrical efficiencies of a PV panel situated in the Gabes region. The study considers three cases: a standalone PV panel, a PV/T system with water cooling, and a PV/T system with nanofluid cooling. To maximize the interaction between the cooling fluid and the back surface of the solar panel, the tested fluids are circulated through a rectangular heat exchanger.

Les panneaux photovoltaïques (PV) sont largement utilisés dans les systèmes d’énergie solaire, convertissant directement la lumière du soleil en électricité. Avec la demande croissante de sources d’énergie renouvelable, les panneaux PV ont suscité une attention considérable en raison de leur capacité à générer une énergie propre et durable. Cependant, la performance des panneaux PV est influencée par divers facteurs tels que la conception, les matériaux utilisés ainsi que les facteurs environnementaux. Le refroidissement est un aspect crucial dans le fonctionnement des panneaux PV car les températures élevées peuvent avoir un impact significatif sur leur efficacité et leur performance globale. Le refroidissement à l’eau chargée en nanofluides s’est révélé être une stratégie prometteuse pour atténuer les problèmes liés à la température et améliorer la production d’énergie des panneaux PV. Ce résumé se concentre sur l’application des techniques de refroidissement à l’eau chargée en nanofluides dans les panneaux PV et leur impact sur les performances. Cet article explore l’influence de paramètres tels que le débit massique, la concentration en nanofluides et le type de nanofluide sur la réduction de la température des cellules et les efficacités thermique et électrique résultantes d’un panneau PV situé dans la région de Gabès. L’étude examine trois cas : un panneau PV autonome, un système PV/T avec refroidissement à l’eau et un système PV/T avec refroidissement aux nanofluides. Afin de maximiser l’interaction entre le fluide de refroidissement et la face arrière du panneau solaire, les fluides testés circulent à travers un échangeur de chaleur rectangulaire.

PV panel water nanofluid cooling efficiency

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