Utilizing novel industrialized heat exchanger plate in air-based photovoltaic/thermal collectors to enhance thermal and electrical efficiency
Notice bibliographique
Résumé
• The study introduces a novel air-based photovoltaic-thermal (PVT) system using a GRIPMetal (GM) heat exchanger as the absorber plate, designed for industrial application. • The GM heat exchanger, featuring spikes and cavities, significantly enhances the convective heat transfer coefficient and reduces the PV panel temperature by up to 28 °C. • The PVT system improves electrical efficiency by 164%, thermal efficiency by 16.1%, and overall efficiency by 50% compared to a flat plate PVT collector. • The optimal configuration is achieved with a low airflow rate, narrow air channel, and the largest GM spikes, maximizing energy efficiency and minimizing fan power consumption. This study aims to design a highly efficient and applicable air-based photovoltaic-thermal (PVT) collector that maximizes both electrical and thermal energy efficiencies. An innovative industrialization-ready configuration of the air-based PVT system is proposed, utilizing an industrialized heat exchanger (GRIPMetal or GM) as the absorber plate for the PVT air channel. The heat exchanger consists of spikes and cavities to enhance the heat transfer coefficient in the air channel. The proposed heat exchanger plate minimally affects the dimensions and weight of the PVT collector. A numerical model, validated against experimental results, is used to ensure the accuracy of the simulation. The study is followed by a parametric study that investigates the geometric effects of the heat exchanger and air channel, as well as the airflow rate, on the overall performance of the PVT system. It is observed that the utilization of GM plates significantly reduces the average PV panel temperature (with a maximum of 28 ℃ reduction) and enhances the convective heat transfer coefficient in the air channel, the electrical and thermal efficiencies by approximately 164%, 16.1%, and 50%, respectively, when compared to a flat plate PVT collector. The results demonstrate that the proposed PVT collector effectively compensates for the pressure drops and excess fan power consumption at low Reynolds numbers due to the GM heat exchanger, resulting in higher overall system efficiency. The optimal configuration for the proposed PVT system is achieved by employing a low airflow rate, a narrow air channel, and GM spikes of the largest size available.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».