Sviluppo di un metodo analitico approssimato per l'analisi termica di collettori solari fotovoltaici termici

This work presents a description of the main typologies of PV/T collectors and a brief review of the available literature. Analytical-approximate models have been developed to predict temperature distributions and to estimate thermal and electric efficiency of sheet and tube water-cooled collectors with two different configurations of tubing. An analysis about modules in which is possible to share PV/T collectors, according to their symmetrical properties, has been developed. Parametric studies, varying operating and climatic parameters, have been carried out. Finally, thermal and electrical efficiency of PV/T sheet and tube with parallel tubes and serpentine flow, with the same length of tubes, have been estimated. Looking at this work results and other related researches, it is possible to state that PV/T systems are an interesting technology representing a good alternative for solar energy utilization.

Nel presente lavoro di tesi vengono descritte le diverse tipologie di PV/T e presentati i principali studi accademici in merito; sono stati inoltre sviluppati modelli analitici approssimati, basati sul metodo variazionale di Galerkin, per descrivere le distribuzioni di temperatura e il rendimento termico ed elettrico di collettori ad acqua sheet and tube con differente tipologia di condotti in cui scorre il fluido. E’ stata svolta un’analisi sui moduli in cui è possibile suddividere i collettori sfruttando le proprietà di simmetria degli stessi e un’ analisi parametrica al variare di parametri caratteristici di sistema e ambientali. Infine sono state valutate le prestazioni termiche ed elettriche di PV/T sheet and tube a tubi paralleli e a serpentina, a parità di lunghezza di canalizzazione. Da questo lavoro e dalle ricerche correlate è possibile affermare quindi che i sistemi PV/T si prospettano come una promettente alternativa nell'utilizzo razionale dell'energia solare.