جلسه دفاعیه دکتری امیر مولوی دانشجوی دکتری رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی  تحت عنوان " مقایسه عملکرد یک سیستم فتوولتاییک/ حرارتی متمرکز دارای خنک کاری جت برخوردی با و بدون سطوح گسترش یافته انتقال حرارت " در روز    سه شنبه مورخ  24/07/1403در ساعت 13:00 در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان برگزار گردید.

این رساله تحت راهنمایی آقای دکتر روح اله رفعی و مشاوره آقای دکتر افشین اصلیان انجام شده است و توسط آقای دکتر محمد حسن کیهانی (داور خارجی) و آقایان دکتر مهران رجبی زرگر آبادی و دکتر محمد صادق ولی پور (داوران داخلی) مورد ارزیابی قرار گرفته است. 

چکیده : در سیستم های فتوولتائیک متمرکز شونده، بواسطه تمرکز نور خورشید بر روی سلول های فتوولتائیک چند پیوندی، حرارت بسیار زیادی در مساحت کم این سلول ها ایجاد می شود که نیاز به یک خنک کاری کارا و مطمئن دارد. خنک کاری مناسب، علاوه بر افزایش طول عمر سلول ها، سبب دست یافتن به توان خالص خروجی بالاتر می گردد. در این رساله، به صورت عددی و تجربی، به تاثیر خنک کاری جت برخوردی و خنک کاری ترکیبی جت برخوردی–  سطوح گسترش یافته انتقال حرارت، برای هشت طرح پیشنهادی سیستم فتوولتائیک / حرارتی متمرکز شونده با پنل های متقارن محوری، متشکل از چهار مدول چند پیوندی نامتقارن، در رژیم جریان آرام پرداخته شد. در روش ترکیبی، سطوح گسترش یافته انتقال حرارت به صورت چیدمان هایی از فین های مستطیلی در داخل چاه حرارتی طراحی شدند. نتایج عددی در نسبت تمرکز نوری 1000 خورشید نشان دادند که طرح های خنک کاری ترکیبی، توانایی خنک کاری بهتری را در مقایسه با طرح های خنک کاری جت برخوردی دارند. دمای سلول ها در یکی از طرح های ارائه شده نسبت به طرح مشابه بدون فین، در نرخ جریان جرمی ورودی 200 گرم بر دقیقه از 70.4   به 58.7  کاهش یافت. برای طرح مذکور با همین میزان نرخ جریان جرمی ورودی، بازده الکتریکی سلول ها از 38.16% به 38.71% بهبود یافت. خنک کاری ترکیبی همچنین سبب کاهش نایکنواختی دمای سلول ها تا 3  در برخی از طرح های پیشنهادی گردید. تست های تجربی در فضای داخلی، تحت شار نوری 88  و در فضای بیرونی با نسبت تمرکز 31.5 انجام گردید.

Abstract: In concentrated photovoltaic systems, due to the concentration of sunlight on multi-junction photovoltaic solar cells, a lot of heat is generated in the small area of ​​these cells, which requires efficient and reliable cooling. Proper cooling, in addition to increasing the life of the cells, results in achieving higher net output power. In this Thesis, numerically and experimentally, the effect of liquid confined submerged impingement jet cooling and hybrid cooling liquid confined submerged impingement jet and extended heat transfer surfaces, for eight proposed high concentrated photovoltaic/thermal designs, with panels Axisymmetric consisting of 4 asymmetric multi-junction modules were studied in the laminar flow regime. In the hybrid cooling method, the expanded heat transfer surfaces were designed as arrangements of rectangular fins inside the heat sink. Numerical results in the concentration ratio of 1000 suns showed that hybrid cooling designs have better cooling ability compared to jet cooling designs. The temperature of the cells in one of the proposed designs was reduced from 70.4 to 58.7 at the input mass flow rate of 200 gr/min compared to the same design without fins. For the mentioned design with the same input mass flow rate, the electrical efficiency of the cells increased from 38.16% to 38.71%. Hybrid cooling also reduced the temperature non-uniformity of the cells up to 3 degrees in some of the proposed designs. Experimental indoor tests were conducted under the light flux of 88  and outdoor tests with a concentration ratio of 31.5.

این رساله با درجه عالی مورد پذیرش هیات داوران قرار گرفت و تاکنون دو  مقاله ISI  از نتایج این تحقیق استخراج و منتشر شده است.

امضا استاد راهنما

روح اله رفعی