This work presents performance study of a concentrating photovoltaic/thermal (CPV/T) collector and its efficiency to produce electric and thermal power under different operating conditions. The study covers a detailed description of flat photovoltaic/thermal (PV/T) and CPV/T systems using water as a cooling working fluid, numerical model analysis, and qualitative evaluation of thermal and electrical output. The aim of this study was to achieve higher efficiency of the photovoltaic (PV) system while reducing the cost of generating power. Concentrating photovoltaic (CPV) cells with low-cost reflectors were used to enhance the efficiency of the PV system and simultaneously reduce the cost of electricity generation. For this purpose, a linear Fresnel flat mirror (LFFM) integrated with a PV system was used for low-concentration PV cells (LCPV). To achieve the maximum benefit, water as a coolant fluid was used to study the ability of actively cooling PV cells, since the electrical power of the CPV system is significantly affected by the temperature of the PV cells. This system was characterized over the traditional PV systems via producing more electrical energy due to concentrating the solar radiation as well as cooling the PV modules and at the same time producing thermal energy that can be used in domestic applications. During the analysis of the results of the proposed system, it was found that the maximum electrical and thermal energy obtained were 170 W and 580 W, respectively, under solar concentration ratio 3 and the flow rate of the cooling water 1 kg/min. A good agreement between the theoretical and experimental results was confirmed.

中文翻译：

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主动水冷聚光光伏系统的设计、建模和实验研究

这项工作介绍了聚光光伏/热能 (CPV/T) 集热器的性能研究及其在不同操作条件下产生电能和热能的效率。该研究包括对使用水作为冷却工作流体的平面光伏/热能 (PV/T) 和 CPV/T 系统的详细描述、数值模型分析以及热和电输出的定性评估。本研究的目的是提高光伏 (PV) 系统的效率，同时降低发电成本。具有低成本反射器的聚光光伏 (CPV) 电池用于提高光伏系统的效率，同时降低发电成本。为此，与光伏系统集成的线性菲涅耳平面镜 (LFFM) 用于低浓度光伏电池 (LCPV)。为了获得最大效益，使用水作为冷却液来研究主动冷却 PV 电池的能力，因为 CPV 系统的电功率受 PV 电池温度的影响很大。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在分析所提出系统的结果期间，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流速为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。水作为冷却液用于研究主动冷却 PV 电池的能力，因为 CPV 系统的电力受 PV 电池温度的显着影响。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在分析所提出系统的结果期间，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流速为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。水作为冷却液用于研究主动冷却 PV 电池的能力，因为 CPV 系统的电力受 PV 电池温度的显着影响。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在对所提出系统的结果进行分析时，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。因为 CPV 系统的电功率受 PV 电池温度的影响很大。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在对所提出系统的结果进行分析时，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。因为 CPV 系统的电功率受 PV 电池温度的影响很大。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在对所提出系统的结果进行分析时，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在对所提出系统的结果进行分析时，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。与传统光伏系统相比，该系统的特点是通过聚集太阳辐射以及冷却光伏模块而产生更多电能，同时产生可用于家庭应用的热能。在对所提出系统的结果进行分析时，发现在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。结果表明，在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。结果表明，在太阳能集中比为 3 和冷却水流量为 1 kg/min 的情况下，获得的最大电能和热能分别为 170 W 和 580 W。证实了理论和实验结果之间的良好一致性。