ت ژي ت م و یک و رب د آن در ت می ی ز ي گ م ش و ا ژي ا

Transcription

1 چ م و مق 96 ص ص /0/09 خ د : ص م ع ت و ج ژ تج پذ و خ پذ ش: 96/05/ renemagir jrenewir ت ژ ت م و ک و ب د آ د ت م ز گ م ش و ژ س خ ب وز * سف ع - د د ک ع د ک و س ز ژ وژ ت - shahriari@mut-esacir * چ د ز ز آ دگ د ز و ع و ض ژ د ج و د د ج ش گ ث ز ج دت د و ز گ آ ت و ط ز ب آ و ت د ج پ ق و ت و د د ژ ج ع و ک ژ و ج ب آود ز ب ز آ دگ ف ژ و ج ) ز ع ت ز ک پ و ک م ژ گ د گ ز ژ ک س ژ و ک د ز ک و ژ د و و ت و ض د ز و د ز ژ ژ پ دزد و د پ پ ق ز ت ژ وژگ : و ک ق و ت زد Thermo-photovoltaic Technology and its Application for Satisfy Building Thermal and Electrical Energy Needs Behrooz Shahriari, Ehsan Seyfali * - Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Malek-Ashtar University of Technology, Iran - Zana Energy Rojhelat Co, Kermanshah Science & Technology Park, Kermanshah, Iran * POB Shahinshahr, Iran, shahriari@mut-esacir Received: 0 May 07 Accepted: 4 August 07 Abstract The growing demand of energy coupled with decreasing in fossil fuels supplies, on the other hand, environmental pollution of fossil fuels and harm effect of it on lives of humans and other creations in world led to research in situated energy resources The cogeneration or combined heat and power generation CHP) and distributed generation could be the key strategy to achieve reduce energy consumption and environmental pollution With considering this facts, thermophotovoltaic TPV) technology could be very useful Thermophotovoltaic is a system to convert into electrical energy the radiation emitted from an artificial heat source ie the combustion of fuel) by the use of photovoltaic cells A domestic gas furnace based on this technology can provide the entire thermal need of an apartment and can also contributes to satisfy the electrical demand In this research, the initial studies and fundamental concepts in area of thermophotovoltaic and comparison of this technology with other direct electrical generation technologies are presented Finally the potential of thermophotovoltaic technology for satisfy building thermal and electrical energy needs will be investigated Keywords: Thermophotovoltaic, combined heat and power generation, efficiency increase

2 د آ د و و ژ خ و ژ ز گ - مقدم و پ ز ت ص ز خ ) د ز و ص ز: و ژ د ز و شک دد و و ژ د آ گ و ص د ز ز د د د د ز گ ف ژ د د د د ص ژ و د و و و گ د و ت ][ آ ز د ق و ت د د ظ د پ د د ص ف ت د آود ][ )ص ز و آ ص ت پ د ز ق وز و ژ و ق د و پ دخ د خ ت د ز و د ژ د خ د ز ژ و ص ژ خ وز چ د ز ث ژ خ ق د پ د و خ و د ][ ت د پ و د ژ د د 98 ز 8 و و خ و و ژ خ د د د ز گ خ ب ز ز د ز ب زو پ دخ و د د م و د ت پ گ چ وش ئ د آ ز و 80 د د و و و خ ت د و د د و د و س ت ز پ و و گ م دو د 90 ت پ ئ ج آ ج ط د ز ژ و و و د ز گ خ 90 د د ع د د و پ د پ و و ز آ و و خ د 99 وود گ خ و پ ز آ د 994 و ت آ د و خ و د دوم و خ د ذخ و خ / خ د ق س ض د د ]4[ - مط ع ت و د د ژ و د 956 م آ د 4 پ د ژ د م )چ غ دوگ ) و پ و پ آگ 5 و ) د ج آ د د ز پ د ع ز آ و ژ د د پ ز آ 6 دو ز د م و ود ک ص ت گ د آ د ت ص ت گ پ و شک ژ ق خ /گ ز و 7 Swanson 8 Horner Thermophotovoltaic Photovoltaic cell Henry Kolm MIT 5 Aigrian 6 White and Wedlock

3 وز 7 - مق ت ژ ت م ف و ک خ ش ب س م ج د و د ظ د ژ فو ذ ئ ف ز ژ و ک خ آود ژ خ زد و ذخ ژ و خ و وژ ) چ و ژ و ک خ د ژ ک ذخ ژ د آ د ژ و ک خ خ و زد د دو و د د ژ و ک خ د ژ - خ ژ د آ ط ژ ژ و ب ژ س د - - ج خ د س وت ذخ ک و ج و ک خ آ د د د و -خ د: د دو ژ د خ ) گ ژ ک خ د خ ژ خ ژ و ت ظ م وژ ق دخ گ ) ود 00 د آ وود ز ق خ د دخ گ و ک ز ز ) و د خ ج ز ]65[ ث چ ژ د ت ب د ود 0 د گ زد ت 40 د د د ود د دد ذ زد چ د ود %70 زد و گ ود د زد و زد ژ خ ش - ژ خ گ %9/4 ز زد د ض و 5-5 وت زد ود %0-0 د ژ د گ گ د ز وت ک ک د ]7[ خ ف د ق ک د د د ز د و پ د و ق 60 ت ژ خ د خ ف د د ک و ک و د د ]890[ د د خ ژ خ ک ب ت د و ک ک ث ق دد د زد ک ک خ د د ک خ ف د د ت /5 0/9 0/7 د د ش 4 د و د د س د زد و ز %0 ک ز ژ) ک گ و و ک د 4 ک ز ژ ک گ و س و ک ژ د ژ و ک ژ وت ز د دو ژ ک و گ ز آ وت ) ق خ د و پ خ ز آ آ د د دو ژ گ و ک ت و خ ص دد و د ض ژ غ و د ض ع ش ژ ش ژ ز و خ د ز ژ خ د ض ع د د - Seebeck effect -ZT -Thermoelectic 4

4 ژ ف و ک و د آ د ژ ش و ز ) 4 ) 5, = ), = ) ژ ز ف و ک ژ د ز ژ و د ج ک ف و وع ک گ و ز پ ک ف و ط پ د پ ئ ز د دد ف و ک ژ ف و ک د ژ ک ژ : و ز د ف ک ت و س و و د و ذ چ ف و ک ژ ج د دو ت ک د زد س ش ک ف و ژ ز آ س م د ف و ک و ف ذ ود و د د و ف زد د ش ث ف و ک د د گ دش- ژ زد پذ ف و ک ژ و گ غ پ ژ د ت د : 4- ب زد م ب ق و ت ژ م ف و ک 5 د د ژ د ف و ک ز ز ف د ک ف و ک) ) و ت ق ),, زد ف و ک ص ت ز د: ش 5 ژ ف و ک ), =, +, ) 6 ) :, = h, h, ) = h h ) س 5 ژ ک ف و ک, = ) : )5 د زد HX-CP و ب خ ت ق و وود h, و, h و, h پ ز آ و ت ق و ص ت ز ز د: ز د ص ت ف و ک ز ف د ) 7, = ) : )7 ) دد د ت )5 و )6 د د :, =, ) 8, =, +, ) = [ ) ز د ): 5

5 ب وز ش س ف ع [5] B Kongtragool and S Wongwises, A review of solar-powerd striling engines and low temprature differential stirling engines, Renewable & sustainable energy reviews, Elsevier, pp -54, 00 [6] T Tsoutsos, VGekas,and KMarketaki, Technical and economical evaluation of solar thermal power generation, Renewable energy, Elsevier, pp , 00 [7] D Mills, Advances in solar thermal elecctricty technology, solar energy, Elsevier, pp 9-, 004 [8] HX Xi, LG Luo, G Fraisse, Development and applications of solar based thermoelectric technologies, Renewable & sustainable energy reviews, Elsevier, pp 9-96, 007 [9] G Rockendorf, RSillmann, L Podlowski, B Litzenburger, Pvhybrid and thermoelectric collectors, solar energy, Elsevier, pp 7-7, 999 [0] JC Chen, Thermodynamic analysis of a solar driven thermoelectric generator, Jornal of applied physics, pp 77-7, 996 [] C Ferrari, F Melino, Thermo-Photo-Voltaic Generator Development, in Proceeding of 68 th Conference of the Italian Thermal Machines Engineering Association, Energy Procedia: Elsevier, pp 50-59, 04 ب ب ب زد س م ب ق و ت و ک ع ز ][:, =, +, ) 9 5- مجع [] Donald L Chubb, Fundamentals of thermophotovoltaic energy conversion, First Edittion, pp -5, Amesterdam: Elsevier, 007 [] T Bauer, I Forbes, R Penlington, and N Pearsall The potential of thermophotovoltaic heat recovery for the glass industry In TJ Coutts, G Guazzoni, and J Luther, editors, proceedings of the 5th Conference Thermophotovoltaic Generation of Electricity, volume 65, pages 0 0, Rome, Italy, 00 [] RM Swanson, A propsed thermophotovoltaic solar energy conversion system, in Proceeding of IEEE, pp , 979 [4] A Medina, Development of Solar Thermophotovoltaic Systems, PhD Thesis, University of Madrid, Madrid, 0 6