การเพิ่มสมรรถนะระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคาร่วมกับ การผลิตน้ำร้อนโดยวิธีระบายความร้อนด้วยท่อความร้อนแบบสั่น

Abstract

The objective of this research is to study the performance of a solar PV/T rooftop together with used the oscillating heat pipe for cooling. In heat pipe, the R134a was filled 25% of evaporation section volume after which the evaporation section was installed behind the 120 Wp solar panel. Heat received from solar panel was transferred to the cooling water in condenser section of oscillating heat pipe. The water pump circulated the water at 1.5 L/min 2.5 L/min and 3.5 L/min into 80 L 100 L and 120 L of hot water storage tank.

The study found that the cooling system with oscillating heat pipe at water cooling mass flow rate of 1.5 L/min could decrease the solar panel temperature up to 10.3 oC. The maximum solar panel efficiency was 11.84%. The system could generate the maximum temperature of hot water at 35.80 oC. The overall efficiency of system was equal to 33.32%. In addition, the study could predict the regression equation the solar panel transferred to the cooling solar panel temperature, the solar panel power production and the water temperature of storage tank. The result showed that the system could generate quantity of electricity and hot water equal to 1,041.89 kWh/year, representing a savings of 4,167.54 Baht/year and with a payback period of 7.2 years.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมรรถนะของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคาร่วมกับการผลิตน้ำร้อนโดยวิธีระบายความร้อนจากการใช้ท่อความร้อนแบบสั่นปลายปิด ในท่อความร้อนที่มีการเติมสารทำงาน R134a ในปริมาณ 25% ของปริมาตรส่วนทำระเหยและทำติดตั้งส่วนทำระเหยกับด้านหลังแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 120 Wp เพื่อรับความร้อนจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปถ่ายเทให้กับน้ำระบายความร้อนในส่วนควบแน่น โดยปั๊มน้ำหมุนเวียนน้ำทำงานที่อัตราการไหลเชิงมวลที่ 1.5 L/min 2.5 L/min และ 3.5 L/min ปั๊มน้ำไปเก็บไว้ในถังเก็บน้ำร้อนขนาด 80 L 100 L และ120 L

จากการศึกษาพบว่า ระบบระบายความร้อนด้วยท่อความร้อนแบบสั่นที่ใช้อัตราการไหลน้ำผ่านส่วนควบแน่น 2.5 L/min ที่ปริมาณน้ำในถังเก็บน้ำร้อน 100 L สามารถลดอุณหภูมิลงได้สูงสุด 10.3 oC มีประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์สูงสุด 11.84% ผลิตน้ำร้อนได้อุณหภูมิสูงสุดที่ 35.80 oC และมีประสิทธิภาพระบบ 33.32% นอกจากนั้นจากการศึกษาสามารถสร้างสมการความสัมพันธ์เพื่อทำนายของอุณหภูมิแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ระบายความร้อน กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ และอุณหภูมิของน้ำในถังเก็บน้ำร้อนได้ โดยผลจากการคำนวณพบว่า สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าและผลิตน้ำร้อนคิดเป็น 1,041.89 kWh/year คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้ 4,167.54 Bath/year และมีระยะเวลาคืนทุน 7.2 ปี