Simulation of the temperature processes in the «solar panel-cooler» system
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2023-279-3-45-53Keywords:
thermal processes modeling, solar panels, renewable energy sources, Peltier element, measurementAbstract
The laboratory research results fluidizer is in-process presented air cooling, which uses sun energy in quality the source of feed. 20 experiments are conducted more than with active ventilation and without it in different times of year. The practical is got data and thermal processes are expected after formulas.. There was the formed conclusion, that to the Peltier element.
Humanity needs more energies, that is why a necessity appears for research and introduction of alternative energy sources. For example, energy consumption in Ukraine was January-September, 2021 made by 86,2 billion kWh and for January-September, 2022 did make 92,2 billion kWh – it on 6,9% anymore. But every year this number (energy consumption) will grow, especially at the aggressor’s encroachments terms. This common power with every year will all heavier generate due to the fossil fuel: oil, coal, gas, uranium, and others. Due to information about "green technologies" Ukrainians began more active to set sun panels and alike facilities. For example, in 2021 year, about 15 000 users were set by sun batteries, the State agency from energy-savings press-service reports. This is almost twice as much as the year before. In total, by the end of 2021, about 45,000 families used solar panels.
The direct conversion of solar radiation into electricity method is, firstly, the most convenient for the consumer, since the most used type of energy is obtained, and, secondly, this method is considered an environmentally friendly means of obtaining electricity, unlike others that use organic fuel, nuclear raw materials or water resources.
The use of modern technologies will contribute not only to increasing the efficiency of greenhouse farming, but also to reducing the ecological impact on the environment.
The obtained data are useful and important for further use: the Peltier element has a low COP/EER, but in the absence of alternatives, its use is reasonable. Satisfactory results obtained - the installation was powered by solar energy, which makes other types of indoor cooling systems, in the future, independent of centralized power supply and/or mobile.
References
1. Михненко C. Охолодження з використанням со-нячної енергії [Електронний ресурс] / CергійМихненко. – 2020. – Режим доступу до ре-сурсу: https://aw-therm.com.ua/solnechnoe-ohlazhdenie/.
2. Переваги приватної сонячної електростанції [Електронний ресурс]. – 2019. – Режим доступу до ресурсу: https://ecotechnica.com.ua/stati/5126-plyusy-i-minusy-solnechnykh-batarej-v-chastnom-dome-10-samykh-vazhnykh-faktov-kotorye-nuzhno-uchest.html.
3. Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 48, No. 9, 2019 https://doi.org/10.1007/s11664-019-06952-x 2019 The Minerals, Metals & Materials So-ciety
4. T. Wey, in IEEE North-East Workshop on Circuits and Systems (2006), pp. 277–280.
5. Casado A. R. ExperimentalandComputationalModelfor a NeonatalIncubatorwithThermoelectricConditioni-ngSystem [Електронний ресурс] / Casado // mdpi. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.mdpi.com/1996-1073/14/17/5278.
6. ЕлементПельтьє для обдува сидіння [Електрон-ний ресурс]. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://klifex.ua/ehlement-pelte-dlya-motora-obduva-sideniya-ford-fusion-mondeo-explorer.
7. V. Milanovic, M. Hopcroft, C. Zincke, M. Zaghloul, and K.S.J. Pister, Therminic 2000, International Workshop on Thermal Investigations of ICs and Systems (2000), pp. 1–5
8. GM250-127-14-10 Thermoelectric generator module data sheet, European Thermodynamics Limited (2017).
9. Alasir, Solder alloys: physical and mechanical prop-erties, http://alasir.com/reference/solder_alloys/162. Accessed 2 Jan 2018
10. L. Technologies, Thermoelectric handbook, 2014.
11. TECA, Thermoelectric air conditioner applications, 2015.
12. O. Sullivan, B. Alexandrov, S. Mukhopadhyay, and S. Kumar, 3d compact model of packaged thermoe-lectric coolers, Journal of Electronic Packaging, 135, 031006 (2013).
13. КОЦЮРБА В. «Автоматизована система виро-щуваннярослин, чутливих до абіотичнихфакторів / В. КОЦЮРБА. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 69 с.
14. Система охолодження та нагріву на базіелементапельтьє в гідропонних установках [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://jahforum.net/topic/77865-sistema-ohlazhdeniya-v-indore-svoimi-rukami-sistema-ohlazhdeniya-kompota-v-sistemah-gidroponiki/?tab=comments.
15. Охолоджувач для молока на основіелементаПельтьє [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://jura.com.ua/ohladitel-moloka-jura-cool-control-1l-whiteea.
16. Забезпечення оптимальної температури для пта-хів на основі елемента Пельтьє [Електронний ре-сурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://dv-expert.org/laboratornoe-oborudovanie/inkubator/memmert/inkubator-s-ohlazhdeniem-memmert-ipp-110-108l-ot-0-s-do-70-s-singledisplay.
17. Пристрій на базі елемента пельтьє для збережен-ня сільгосп продукції [Електронний ресурс]. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: https://www.moyo.ua/ua/news/kak_sdelat_samodelnyyi_holodilnik_v_domashnih_usloviyah.html.
18. M. V. Manno, ON-CHIP THERMOELECTRIC HOTSPOT COOLING, Ph.D. thesis, UniversityofMaryland, 2015.
19. Дослідження термоелектричних охолоджувачів, що працюють з безперервними імпульсами струму. Перетворення та керування енергією Ма, Мін; Ю, Цзяньлінь; Чень, Цзяхен том. 98 , стор. 275 – 281 , 2015 .
20. Cheng, C.H., Huang, S.Y., Cheng, T.C., 2011. A three-dimensional theoretical model for predicting transient thermal behavior of thermoelectr
21. Тарасов В. Р. Аналіз сучасного стану систем охолодження приміщення / В. Р. Тарасов, Т. Г. Сотнікова. // Вісник Східноукраїнського націо-нального університету імені Володимира Даля. – 2021. – С. 42–46.
22. Zhang, H.Y., 2010. A general approach in evaluat-ing and optimizing thermoelectric coolers. Int. J. Re-frigeration 33 (6), 1187-1196.
23. JA Chavez, JA Ortega, J. Salazar, A. Turo, MJ Gar-cia, SPICE модель термоелектричних елементів, включаючи теплові ефекти. У матеріалах 17-ї конференції приладобудування та вимірюваль-них технологій IEEE , 2000, стор. 1019-23.
24. КоефіцієнтEER [Електронний ресурс]. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://dbuy.ua/stati/koeffitsient-energoeffektivnosti/.
25. Коефіцієнт COP [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://dbuy.ua/stati/koeffitsient-energoeffektivnosti/.
26. Bollati E. Generadorestermoeléctricos: Generacción de energía sin partes móvilesCorporex S.A (2007-01-0121 (2007)
27. Kumar S., Mahto D. Thermal analysis and perfor-mance evaluation of peltier module Renew Energy Innov Technol (2019), pp. 173-184
28. Yang Z., et al. Improved thermoelectric generator performance using high temperature thermoelectric materials WCXTM 17: SAE world congress experience: 2017-01-0121 (2017)
29. Efficiency in thermoelectric generators based on Peltier cells [Електронний ресурс] / Luigi O. Freire, Luis M. Navarrete, Byron P. Corrales, Jessica N. Castillo // sciencedirect. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352484721007022.
