Simulation of Photovoltaic Thermoelectric Battery Characteristics
Open Access
- 4 June 2021
- journal article
- Published by Belarusian National Technical University in ENERGETIKA. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations
- Vol. 64 (3), 250-258
- https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-3-250-258
Abstract
Солнечное излучение является экологически чистым и доступным источником энергии с высокой энергоотдачей. Использование фототермоэлектрической батареи позволяет увеличить эффективность преобразования солнечного и теплового излучений в электрическую энергию как в ясные, так и в пасмурные дни. В данной работе предложена оригинальная структура батареи с фото- и термоэлектрическими преобразователями. Трехмерная модель фототермоэлектрической батареи реализована в программном обеспечении COMSOL Multiphysics с использованием модуля «Теплопередача». Моделирование проводилось для географических координат г. Минска с учетом суточного и сезонного изменений температуры окружающей среды и плотности мощности концентрированного солнечного излучения спектра AM1.5, максимальное значение которой варьировалось от 1 до 500 кВт/м2. Рассчитаны зависимости максимальных значений температуры фототермоэлектрической батареи, термоэлектрических преобразователей, а также профили распределения градиента температуры в термоэлектрических преобразователях. Получены зависимости максимальных значений градиента температуры внутри термоэлектрических преобразователей от плотности мощности солнечного излучения. Построены графики зависимостей градиентов температуры внутри термоэлектрического преобразователя фототермоэлектрической батареи при воздействии концентрированного солнечного излучения от времени суток в середине июля и января. Показано, что за счет термостабилизации тыльной стороны внешних электродов предложенного устройства удалось достичь увеличения выходного напряжения до максимальных значений 635 мВ в январе и 780 мВ в июле.Keywords
This publication has 11 references indexed in Scilit:
- Comprehensive Review of Methods and Instruments for Photovoltaic–Thermoelectric Generator Hybrid System CharacterizationEnergies, 2020
- Simulation of Thin-Film Solar Cells with a CuInSe2 Chalcopyrite StructureENERGETIKA. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 2020
- COMSOL Simulation of Heat Distribution in Perovskite Solar Cells: Coupled Optical–Electrical–Thermal 3-D AnalysisIEEE Journal of Photovoltaics, 2019
- A Review of Advances in Thermophotovoltaics for Power Generation and Waste Heat HarvestingMRS Advances, 2019
- Ultraefficient thermophotovoltaic power conversion by band-edge spectral filteringProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2019
- Numerical modeling and Simulation of Thermophotovoltaic Cell using COMSOLPublished by Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ,2019
- Optimization and operation of integrated homes with photovoltaic battery energy storage systems and power-to-heat couplingEnergy Conversion and Management: X, 2019
- Simulation of Tandem Thin-Film Solar Cell on the Basis of CuInSe2ENERGETIKA. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 2018
- Physical integration of a photovoltaic-battery system: A thermal analysisApplied Energy, 2017
- New approaches to the design of the combustion system for thermophotovoltaic applicationsSemiconductor Science and Technology, 2003