Energy and economic evaluation of thermal regulation of PV panels using a hybrid phase change material-evaporative clay cooling system
Notice bibliographique
Résumé
A hybrid cooling system that combines Phase Change Material (PCM) and evaporative cooling clay (PV/PCM-Clay) is employed to investigate the thermal regulation of Photovoltaic (PV) solar cells. The study assesses PV performance improvement and economic viability through energetic and economic analyses in comparison with PV cooling systems utilizing PCM, clay-based evaporative cooling, and naturally air-cooling systems. A comprehensive transient mathematical model is developed and numerically solved in MATLAB, based on Upper Egypt’s climate data over the past decade. Results revealed that the PV/Clay cooling system outperformed other cooling methods. The cells’ operating temperature ultimately dropped by 9.9 °C, 15.2 °C, and 17.2 °C while the cells’ efficiency improved by 3 %, 5.9 %, and 6.9 % utilizing PV/PCM, hybrid PV/PCM-Clay, and PV/Clay, respectively, compared to conventional PV. Additionally, the PV/Clay cooling system achieved the highest power output, enhanced by 8.8 %, but also incurred the greatest electricity production cost, rising by 24.6 % over the standard PV system. The conventional PV system required 18.23 years to achieve payback, while the PV/PCM cooling system reduced this to 8.2 years, reflecting a 55 % improvement. Conversely, utilizing the Clay cooling system extended the payback period to 19.75 years, which is an 8.3 % increase over the conventional system. The hybrid PCM/Clay cooling system showed the most significant payback improvement of 40.3 % when only 20 % of the rear surface was covered with evaporative clay, whereas an 80 % coverage resulted in the smallest improvement of 7.5 %. These cooling methods demonstrated their effectiveness, particularly evaporative cooling, which significantly enhances PV system performance. However, the economic feasibility of evaporative cooling varies widely, depending on water availability and cost effectiveness across different regions.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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 ».