Mr. ISMAILA G. Kehinde. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF stamped=Thesis work-signed.pdf Restricted to Repository staff only until 2 June 2021. Download (2MB)

Arabic Abstract

يوفر تهجين المولدات الكهروضوئية الشمسية الحرارية والمولدات الحرارية ( )CPV- TEGوسيلة فعالة لاستخدام وتخفيض تكلفة الطاقة الشمسية. في هذه الدراسة ، تم التحقيق في الطاقة والطاقة exerggoوالتحليل الاقتصادي لنظام .CPV-TEGيتم تقييم أداء نظام CPV-TEGبنا ًء على القانون الأول والثاني للديناميكا الحرارية وتكلفة الطاقة المحددة ( )SPECOالمستخدمة في دراسة فعالية التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تم إدخال مقياس الأداء المعروف باسم مؤشر الأداء العام ( )OPIلتقييم التصميم الأمثل لنظام CPV-TEGالذي يعمل في حدود درجة حرارة الخلية. يحسب OPIأربعة مؤشرات أداء لنظام CPV-TEGوهي: كفاءة الطاقة ، وكفاءة الطاقة ، وتكلفة جهاز الاستقبال الشمسي ( )COSRوالتكلفة المستوية للطاقة ( .)LCOEتأثير المعلمات الرئيسية (مثل الإشعاع العادي المباشر ( ، )DNIوالتركيز الهندسي ، وشكل الجدارة الكهروحرارية للجدارة ، ونسبة درجة الحرارة للوصلة الحرارية والمقاومة الحرارية لمشتت الحرارة) وأهميتها على أداء النظام وتكلفته هي فحص. من وجهة نظر اقتصادية-اقتصادية ، فإن CPV-TEGأكثر فعالية من حيث التكلفة بنا ًء على التكلفة الإجمالية للنظام مقارنةً بنظام CPVفقط. ومع ذلك ، فإن تكلفة الوحدة من الكهرباء في CPVالمستقلة هي أقل مقارنة بنظام CPV-TEGالمقترن. علاوة على ذلك ، أشارت القيمة المنخفضة للعامل الاقتصادي - الاقتصادي Fللنظام إلى أن التكلفة المرتبطة ترجع في الغالب إلى عدم الرجوع في النظام. تعتبر حالة تحسين الأداء من أولويات الطاقة وكفاءة الطاقة. يعتبر التحسين لتصميم CPV-TEGالمبرد بالماء الذي يعمل ضمن الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الخلية 110درجة مئوية. تم الحصول على زيادة بنسبة ٪1.56في OPIلتصميم CPV-TEGمقارنةً بنظام CPVالمستقل

English Abstract

Hybridization of concentrator photovoltaic and thermoelectric generator (CPV-TEG) offers an effective means of utilizing and reducing the cost of solar energy. The energy, exergy and exergo-economic assessment of a CPV-TEG system is examined in this study. The CPV-TEG system performance is determined based on the first and the second law of thermodynamics and specific exergy costing (SPECO) is employed to study the cost effectiveness. In addition, A performance measure known as the overall performance index (OPI) is introduced to evaluate the optimum design of the CPV-TEG system operating within limit of cell temperature. The OPI accounts for four performance indicators of the CPV-TEG system namely: energy efficiency, exergy efficiency, cost of solar receiver (COSR) and levelized cost of energy (LCOE). The influence of key parameters (such as direct normal radiation (DNI), geometric concentration, thermoelectric figure of merit, temperature ratio of thermoelectric junction and heat sink thermal resistance) and their significance on the performance and cost of the system is examined. From an exergoeconomic standpoint, the CPV-TEG is more cost effective based on overall system cost as compared to the CPV system only. However, the unit cost of electricity of the stand-alone CPV is lower as compared to the coupled CPV-TEG system. Furthermore, the low value of the exergo-economic factor F for the system indicated that the associated cost is mostlyxvii due to irreversibility in the system. A case of performance enhancement is considered such that energy and exergy efficiency is prioritized. The optimization is considered for a watercooled CPV-TEG design operating within maximum allowable cell temperature of 110 oC. A 1.56% increase in OPI is obtained for the CPV-TEG design as compared to the stand alone CPV system.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Ahmet, Sahin
Committee Members:	Bekir, Yilbas and Alsharafi, Abdullah
Depositing User:	KEHINDE ISMAILA (g201705450)
Date Deposited:	03 Jun 2020 12:24
Last Modified:	03 Jun 2020 12:24
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141585