EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PHOTOVOLTAIC EFFICIENCY THROUGH PASSIVE COOLING: A HEATSINK AND ORGANIC-INORGANIC PHASE CHANGE MATERIAL APPROACH. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Final Thesis Muhammad Nurdin Wahid.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2026. Download (14MB)

Arabic Abstract

يستمر استهلاك الكهرباء في الارتفاع بمعدل غير عادي يمكن رؤيته من التصنيع وزيادة السكان والاعتماد على طاقة التكنولوجيا المكثفة .زيادة الطلب المهم على التحول إلى الوقود الأحفوري، مما يساهم بشكل كبير في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتغير المناخ العالمي والاحتباس الحراري .ظهرت الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية كحل يتعلق بإمكانية التوسع والموثوقية وبساطة التنفيذ .ومع ذلك، فإن القيد الكبير للطاقة الكهروضوئية، وخاصة في (PV) منطقة ذات مناخ حار يمكن أن يكون سببه درجات حرارة التشغيل الساحقة .التأثير السلبي لارتفاع درجة الحرارة في تقليل كفاءة تحويل لوحة الطاقة الكهروضوئية، يسلط الضوء على الحاجة إلى استراتيجيات أفضل لإدارة الحرارة .للتغلب على هذه المشكلة، تم تطوير نظام تبريد سلبي باستخدام تقنية المشتت الحراري المخصص بالاشتراك مع مواد تغيير الطور لإدارة درجة حرارة التشغيل .يتكون النظام من مواد تغيير الطور العضوية وغير العضوية لإدارة درجة حرارة (PCM) ،العضوي وغير العضوي، وخاصة شمع النخيل وشمع العسل كبدائل طبيعية PCM التشغيل .يتضمن هذا النظام كلاا من تعمل هذه المواد على توفير وامتصاص الحرارة الزائدة بشكل فعال أثناء 50. RTو 42 RT الاصطناعي PCM بجانب حالات درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى استقرار درجة حرارة عمل الألواح الكهروضوئية وزيادة فعاليتها .تم إجراء عمل تجريبي لتقييم أداء نظام التبريد هذا بهدف ظروف درجات الحرارة والإشعاع المختلفة .أدى التحسين الذي أظهر تحسناا كبي ارا إلى زيادة كفاءة تحويل الطاقة في التنظيم الحراري فيما يتعلق بإظهار تحسن كبير .تؤكد نتيجة هذا البحث على الطبيعي والاصطناعي في نظام التبريد السلبي في تقنيات الطاقة الشمسية .عندما توفر الأدوات PCM إمكانية دمج كل من نه اجا فعا الا طويل الأمد لدرجة الحرارة المرتفعة على أداء الألواح الكهروضوئية .يؤكد هذا البحث على أهمية استراتيجيات .التبريد السلبي في تحسين كفاءة نظام الألواح الكهروضوئية وتحسين كفاءة التحول العالمي إلى الطاقة المتجددة

English Abstract

Electricity consumption continues to rise at an extraordinary rate that can be seen from industrialization, the increase of populations, rely on the intensive technology energy. The increase of important demand to transition of fossil fuels, which significantly contribute to the GHG (Greenhouse Gas) emissions, global climate change and global warming. Renewable energy such as solar photovoltaic (PV) have emerged as a solution related to scalability, reliability, simplicity to the implementation. However, the significant limitation of PV, especially in an area with a hot climate can be caused by overwhelming operating temperatures. The negative impact of high temperature in reducing the PV panel’s conversion efficiency, highlighting the need for a better thermal management strategies. To overcome this problem, a passive cooling system has been developed using a customized heatsink technology in combination with phase change materials (PCM) to manage operating temperature. The system consists of organic and non organic PCM to manage operating temperature. This system includes both organic and non organic PCM, especially palm wax and beeswax as natural alternatives, next to synthetic PCM RT 42 and RT 50. Thess materials effectively save and absorb excess heat during high temperature situations, stabilizing the PV panels’ working temperature and increasing effectively. An experimental work was carried out to evaluate the performance of this cooling system aim to different temperature and irradiance conditions. The improvement of exhibiting substantial improvement made the energy conversion efficiency in thermal regulation regarding to the exhibiting substantial improvement. The result of this research is emphasizing the potential integrating both natural and synthetic PCM into passive cooling system in solar technologies. When the tools providing a long-lasting efficient approach to high temperature on PV performance. This research emphasizes on the significance of passive cooling strategies in optimizing PV system efficiency and improve the efficiency of global transition to the renewable energy.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Sathyamurthy, Ravishankar
Committee Co-Advisor:	Ali, Hafiz Muhammad
Committee Members:	QURESHI, BILAL AHMED
Depositing User:	MUHAMMAD WAHID (g202214260)
Date Deposited:	31 Dec 2025 10:18
Last Modified:	31 Dec 2025 10:18
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143963