Realizzazione e validazione sperimentale di un modello a parametri distribuiti per la simulazione di collettori solari ibridi in regime stazionario e dinamico

The thesis describes the development of two distributed-parameter models, stationary and dynamic, for the simulation of the thermal and electrical performance of solar photovoltaic-thermal collectors, which are also briefly presented through a review of previous studies and possible applications. The basis of the proposed method is the formulation, using a finite difference approach, of energy balances applied to each of the analyzed control volumes. The models were validated by specific experimental tests that confirm their accuracy. The technology analyzed reveals its strength in the smart use of solar radiation, which leads to high first law efficiencies. The system confirms itself as a viable solution for the production of hybrid energy from a renewable source.

Il lavoro di tesi descrive l’elaborazione di due modelli a parametri distribuiti, stazionario e dinamico, per la simulazione delle prestazioni termiche ed elettriche di collettori solari fotovoltaici-termici, brevemente presentati anche tramite gli studi precedenti e le possibili applicazioni. La base del metodo proposto è la formulazione secondo un approccio alle differenze finite dei bilanci energetici associati ai singoli volumi di controllo analizzati. I modelli sono stati validati da specifiche prove sperimentali, che ne confermano l’accuratezza. La tecnologia studiata rivela la sua forza nell’uso sapiente della radiazione solare, che conduce a rendimenti di primo principio elevati. Si conferma, quindi, in prospettiva, come valida soluzione per la produzione cogenerativa di energia da fonte rinnovabile.