skip to main content

STUDI NUMERIK PENGARUH VARIASI JUMLAH PITCH TWISTED TAPE PADA PHOTOVOLTAIC-THERMAL

*Afrio Yandra Arvabugi  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Nazaruddin Sinaga  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Mohammad Tauviqirrahman  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia

Citation Format:
Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kinerja panel Photovoltaic-Thermal (PV-T) dengan mengintegrasikan lapisan Phase Change Material (PCM) dan pengaturan aliran fluida menggunakan twisted tape. Sistem yang dimodelkan adalah panel PV-T dengan dimensi 530 mm x 350 mm, dilengkapi lapisan PCM di bawah panel serta pipa-pipa yang mengalirkan fluida untuk menangkap panas sisa dari panel. Di dalam pipa, digunakan twisted tape dengan variasi jumlah rotasi untuk meningkatkan perpindahan panas melalui peningkatan turbulensi aliran fluida.

Jumlah pitch divariasikan pada 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 dan 40,. Sistem twisted tape dan aliran fluida dalam pipa menunjukkan pola yang berulang secara periodik, sehingga digunakan kondisi batas periodik dalam simulasi untuk memodelkan aliran hanya pada satu segmen pipa. Dengan pendekatan ini, pola aliran di sepanjang pipa diasumsikan berulang, memungkinkan penghematan sumber daya komputasi sambil mempertahankan keakuratan hasil perpindahan panas dan distribusi temperatur.

Simulasi dilakukan menggunakan Ansys Fluent dengan model turbulensi RNG k-ε, pengaturan solidification & melting untuk memodelkan perubahan fasa pada PCM, serta iradiasi matahari sebesar 1000 W/m². Hasil simulasi menunjukkan bahwa penggunaan PCM dan twisted tape mampu meningkatkan efisiensi termal sistem PV-T secara signifikan.

Fulltext View|Download
Keywords: Ketebalan PCM, PV-T panel, PCM, palm wax, Reynolds number, twisted tape
  1. Ma T, Yang H, Lu L. Long term performance analysis of a standalone photovoltaic system under real conditions. Appl Energy 2017; 201: 330: - 31
  2. E. Skoplaki, J.A. Palyvos, Operating temperature of photovoltaic modules: a survey of pertinent correlations, Renew. Energy 34 (2009) 23-29
  3. Zhang, T. and Yang, H., 2018. High-efficiency plants and building integrated renewable energy systems: Building-integrated photovoltaics (BIPV). Handbook of Energy Efficiency in Buildings: A Life Cycle Approach; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, pp.441-595
  4. A. Smets, K. Jäger, O. Isabella, R. Van Swaaij, M. Zeman., 2016. Solar Energy: The physics and engineering of photovoltaic conversion, technologies and systems, Bloomsbury Publishing
  5. Arash Kazemian, Mohammad Hosseinzadeh, Mohammad Sardarabadi, Mohammad Passandideh-Fard. Effect of glass cover and working fluid on the performance of Photovoltaic Thermal (PVT) system: An experimental study, Solar Energy 2018; 173: 100-10
  6. A.N. Al-Shamani, K. Sopian, S. Mat, H.A. Hasan, A.M. Abed, M.H. Ruslan, Experimental studies of rectangular tube absorber Photovoltaic Thermal collector with various types of nanofluids under the tropical climate conditions, Energy Convers. Manage. 124 (2016) 528–542
  7. T.T. Chow, A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology, Appl. Energy 87 (2010) 365–379
  8. M. Herrando, C.N. Markides, K.A. Hellgardt, UK–based assessment of hybrid PV and solar–thermal systems for domestic heating and power: system performance, Appl. Energy 122 (2014) 288–309
  9. D. Su, Y.T. Jia, X. Huang, G. Alva, Y.J. Tang, G.Y. Fang, Dynamic performance analysis of photovoltaic–thermal solar collector with dual channels for different fluids, Energy Convers. Manage. 120 (2016) 13–24
  10. V.I. Terekhov, S.V. Kalinina, V.V. Lemanov, The mechanism of heat transfer in nanofluids: state of the art (review). Part 2. Convective heat transfer, Thermophys. Aeromech. 17 (2010) 157–171

Last update:

No citation recorded.

Last update:

No citation recorded.