Contribution à la conception et modélisation d’un capteur solaire hybride photovoltaïque thermique PVT

Abstract

During the photovoltaic conversion of the solar collector a heat is generated what will increase the temperature of the photovoltaic cell and will cause a fall of its efficiency. This phenomenon is due to the part of the solar radiation not absorptive by the cells and which will cause its heating. This heating was regarded as harmful for the output of the photovoltaic solar collectors. Several efforts were performed to evacuate this heat. A nother way to exploit this phenomenon is by the combination of the photovoltaic system with a thermal one to form the hybrid collector (PVT) which will generate at the same time electricity and heat. The objective of this work is to study theoretically and to model the hybrid collector PVT in two dimensions through the determination of the levels of the temperatures of its various layers and to study its thermal efficiency, and finally to compare its performances with other configurations. Durant la conversion photovoltaïque du capteur solaire, une chaleur est générée ce qui augmentera la température de la cellule photovoltaïque et causera une chute de son rendement. Ce phénomène est dû à la partie du rayonnement solaire non absorbée par les cellules et qui sera à l’origine de son échauffement. Cet échauffement a été considéré comme néfaste pour le rendement des capteurs solaires photovoltaïques, et plusieurs efforts ont été consentis pour évacuer cette chaleur. Il y’a eu aussi l’aidé d’exploiter ce phénomène par la combinaison des systèmes photovoltaïques avec un système thermique pour former le capteur hybride PVT, qui va générer en même temps de l’électricité et de la chaleur. L’objectif de ce travail est de modéliser le capteur hybride PVT en deux dimensions à travers la détermination des niveaux des températures de ces différentes couches et d’étudier son rendement thermique et enfin comparer ces performances avec d’autres configurations. خلال عملية التحويل الكهروضوئي للوح الشمسي تنتج كمية معتبرة من الحرارة و التي تتسبب في ارتفاع درجة حرارة الخلايا الكهروضوئية و بالتالي تحد من فعاليتها. هذه الظاهرة ناتجة عن كمية الاشعاع غير الممتصة من طرف الخلايا الكهروضوئية مما يجعلها اكثر حرارة. تعتبر هذه الحرارة العائق امام الخلايا الكهروضوئية لذا فالكثير من المجهودات تبذل من اجل صرف هذه الاخيرة. يمكن تخفيض حرارة الالواح الكهروضوئية بامتصاص الحرارة عن طريق انجاز نموذج ثنائي الاستعمال بحيث يستطيع ان ينتج طاقة كهربائية و حرارية في نفس الوقت. بهذه الوسيلة يمكن خفض الحرارة و بالتالي رفع المردود الكهربائي للالواح. الهدف من عملنا هذا هو دراسة نظرية و انجاز نموذج للوح ثنائي الاستعمال و تحديد درجة الحرارة عند كل طبقة ثم دراسة فعاليته الكهربائية و الحرارية و في الاخير اجراء مقارنة بين مزايا هذا النموذج مع مختلف الاشكال الاخرى. ان النتائج التي تحصلنا عليها تدل على ان هذا النموذج للوح يمكن ان يكون البديل بالنسبة للالواح الكهروضوئية و الحرارية المستعملة عادة بصفة مستقلة.