Експериментальне дослідження термоелектричного блоку охолодження, що живиться від сонячної енергії
DOI:
https://doi.org/10.63527/1607-8829-2025-2-49-59Ключові слова:
термоелектричне охолодження, сонячний теплообмінник, термоелектричний холодильникАнотація
Термоелектричне охолодження на сонячній енергії (ТЕО) є перспективною альтернативою традиційним методам охолодження, знижуючи залежність від традиційних джерел електроенергії і пом'якшуючи вплив на навколишнє середовище. Система ТЕО може пишатися тривалим терміном служби та мінімальними вимогами до обслуговування. Позиціоноване як економічне рішення на сонячній енергії, ТЕО є доступним варіантом охолодження для окремих осіб та у віддалених пустельних регіонах, де відсутня мережна електрика. Це дослідження сконцентровано на оцінці продуктивності ТЕО. Дослідження представляє новий портативний термоелектричний холодильник на сонячній енергії ємністю 30 літрів. Охолоджуючий ефект термоелектричного модуля використовується для створення охолодженого простору, система спроектована для досягнення температури 16°C в холодильній камері для ефективного охолодження. Експериментальні результати показують, що термоелектричний блок охолодження успішно досягає температури 16°C протягом 105 хвилин при кімнатній температурі 29°C. Гаряча сторона системи підтримує температуру близько 35°C за допомогою теплообмінника з водяним охолодженням. Ця продуктивність демонструє життєздатність та ефективність запропонованого сонячного термоелектричного холодильника для забезпечення сталого та надійного охолодження в середовищах, де відсутня звичайна енергетична інфраструктура. Максимальний отриманий холодильний коефіцієнт (COP) становить 0.31.
Посилання
Irshad, K., Habib, K., & Saidur, R. (2018). Photovoltaic-assisted thermoelectric cooling and heating systems (pp. 251–272). https://doi.org/10.1007/978-981-10-7326-7_13
2. Calm, J. M. (2002). Emissions and environmental impacts from air-conditioning and refrigeration systems. International Journal of Refrigeration, 25(3), 293–305. https://doi.org/10.1016/S0140-7007(01)00067-6
3. Bell, L. E. (2008). Cooling, heating, generating power, and recovering waste heat with thermoelectric systems. Science, 321(5895), 1457–1461. https://doi.org/10.1126/science.1158899
4. Wiriyasart, S., Naphon, P., & Hommalee, C. (2019). Sensible air cool-warm fan with thermoelectric module systems development. Case Studies in Thermal Engineering, 13, 100369. https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.100369
5. Sarbu, I., & Dorca, A. (2018). A comprehensive review of solar thermoelectric cooling systems. International Journal of Energy Research, 42(2), 395–415. https://doi.org/10.1002/er.3795
6. Faddouli, A., et al. (2020). Numerical analysis and performance investigation of new hybrid system integrating concentrated solar flat plate collector with a thermoelectric generator system. Renewable Energy, 147, 2077–2090. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.09.130
7. Köysal, Y., Özdemir, A. E., & Atalay, T. (2018). Experimental and modeling study on solar system using linear Fresnel lens and thermoelectric module. Journal of Solar Energy Engineering, 140(6). https://doi.org/10.1115/1.4039777
8. Luo, Y., Zhang, L., Liu, Z., Wu, J., Zhang, Y., & Wu, Z. (2018). Numerical evaluation on energy saving potential of a solar photovoltaic thermoelectric radiant wall system in cooling dominant climates. Energy, 142, 384–399. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.050
9. Xi, H., Luo, L., & Fraisse, G. (2007). Development and applications of solar-based thermoelectric technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11(5), 923–936. https://doi.org/10.1016/j.rser.2005.06.008
10. Rowe, D. M. (1999). Thermoelectrics, an environmentally-friendly source of electrical power. Renewable Energy, 16(1–4), 1251–1256. https://doi.org/10.1016/S0960-1481(98)00512-6
11. Astrain, D., Martínez, A., & Rodríguez, A. (2012). Improvement of a thermoelectric and vapour compression hybrid refrigerator. Applied Thermal Engineering, 39, 140–150. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.01.054
12. Abdul-Wahab, S. A., et al. (2009). Design and experimental investigation of portable solar thermoelectric refrigerator. Renewable Energy, 34(1), 30–34. https://doi.org/10.1016/j.renene.2008.04.026
13. Zhao, D., & Tan, G. (2014). Experimental evaluation of a prototype thermoelectric system integrated with PCM (phase change material) for space cooling. Energy, 68, 658–666. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.01.090
14. Gökçek, M., & Şahin, F. (2017). Experimental performance investigation of minichannel water cooled-thermoelectric refrigerator. Case Studies in Thermal Engineering, 10, 54–62. https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.03.004
15. Enescu, D., & Virjoghe, E. O. (2014). A review on thermoelectric cooling parameters and performance. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 903–916. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.045
16. Alam, N., Ali, M. S., Sajid, S., Sharma, D., & Hasan, Z. (2023). Experimental investigation and analysis of cooling performance of solar thermoelectric refrigerator. Solar Energy, 263, 111892. https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.111892
17. Fenton, E., Bozorgi, M., Tasnim, S., & Mahmud, S. (2024). Solar-powered thermoelectric refrigeration with integrated phase change material: An experimental approach to food storage. Journal of Energy Storage, 79, 110247. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.110247.
