ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В ГИБРИДНЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

В статье рассмотрены вопросы исследования теплообмена в гибридных солнечных коллекторах с помощью разработанного лабораторного стенда. Вопрос эффективности солнечной энергетики является весьма важным в свете современной концепции углеродной нейтральности. Одной из наиболее перспективных технологий солнечной энергетики является использование гибридных солнечных коллекторов, где наряду с электрической энергией вырабатывается и тепловая энергия. Теплота, отводимая от поверхности солнечной панели, позволяет поддерживать высокий уровень ее эффективности, а отведенное тепло используется потребителем. Одним из наиболее действенных методов интенсификации теплообмена в гибридных солнечных коллекторах является использование наножидкостей в качестве теплоносителя. Наножидкости являются новым типом теплоносителей с повышенной теплопроводностью, состоящие из базовой жидкости и наночастиц. Наиболее часто используемыми и экономически целесообразными являются наножидкости с добавлением оксидов металлов. Разработанный лабораторный стенд позволит имитировать солнечное излучение и исследовать вольт-амперную характеристику солнечной панели при различных уровнях освещения. Использование различных видов наножидкостей позволит определить наиболее эффективные режимы работы гибридного солнечного коллектора. Анализ тепловой и электрической эффективности позволит получить более полную картину выработки при эксплуатации гибридных солнечных коллекторов в различных режимах с использованием разных типов наножидкостей.

1. Dzhumamukhambetov N.G. Development of renewable energy in Kazakhstan / N.G. Dzhumamukhambetov, V.A. Yashkov // Publisher agency: Proceedings of the 4th International Scientific Conference «Scientific Research and Experimental Development» (September 28-29, 2023). – London, England, 2023. – 202 p.

2. Schultz H.S. Design, greenhouse emissions, and environmental payback of a Photovoltaic Solar Energy System / H.S. Schultz, M. Carvalho // Energies. – 2022. – Т. 15, № 16. – P. 6098.

3. Sharif A. A step towards sustainable development: role of green energy and environmental innovation / A. Sharif, U. Mehmood, S. Tiwari // Environment, Development and Sustainability. – 2024. – V. 26, № 4. – P. 9603-9624.

4. Role of solar energy in reducing ecological footprints: An empirical analysis / A. Sharif et al // Journal of Cleaner Production. – 2021. – V. 292. – P. 126028.

5. Investigation of the effect temperature on photovoltaic (PV) panel output performance / A.R. Amelia et al // Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol. – 2016. – V. 6, № 5. – P. 682-688.

6. Peng Z. Cooled solar PV panels for output energy efficiency optimisation / Z. Peng, M.R. Herfatmanesh, Y. Liu // Energy conversion and management. – 2017. – V. 150. – P. 949-955.

7. Siecker J. A review of solar photovoltaic systems cooling technologies / J. Siecker, K. Kusakana, B.P. Numbi // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. – V. 79. – P. 192-203.

8. Advances in PV and PVT cooling technologies: A review / A.K. Hamzat et al // Sustainable Energy Technologies and Assessments. – 2021. – V. 47. – P. 101360.

9. Nasrin R. Water/MWCNT nanofluid based cooling system of PVT: Experimental and numerical research / R. Nasrin, N.A. Rahim, H. Fayaz // Renewable energy. – 2018. – V. 121. – P. 286-300.

10. Experimental investigations on unglazed photovoltaic-thermal (PVT) system using water and nanofluid cooling medium / G.S. Menon et al // Renewable Energy. – 2022. – V. 188. – P. 986-996.

11. Mahmood Alsalame H.A. Performance Evaluation of a Photovoltaic Thermal (PVT) system using nanofluids / H.A. Mahmood Alsalame, J.H. Lee, G.H. Lee // Energies. – 2021. – V. 14, № 2. – P. 301.

12. Intensification of heat transfer in hybrid solar collectors by using nanofluids as a coolant / A. Kassymov et al //Scientific journal «Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan». – 2023. – V. 348, № 4. – P. 69-79.