Conception et réalisation des capteurs hybrides photovoltaïque-thermiques sous vide ou avec lame d’air confinée

Abstract

Cette étude fait l’analyse des performances thermiques et électriques de deux types de capteurs solaires hybrides photovoltaïque-thermiques à air intégrables en toitures des bâtiments. Pour ces capteurs hybrides, les cellules PV sont isolées soit avec une lame d’air confinée ou soit avec un gap vide. La modélisation des transferts de chaleur dans les systèmes est effectuée en 2D et en régime transitoire, suivant l’approche nodale. Le code numérique développé a été validé et a permis d’analyser les comportements thermiques ainsi que les efficacités thermique et électrique des capteurs. L’optimisation des paramètres fonctionnels est ensuite effectuée et présentée.

Mots-clés: énergie solaire, cellules photovoltaïques, capteurs solaires hybrides (PV/T), transferts thermiques.

Conception and realization of hybrid photovoltaic thermal collectors with empty gap or with enclosed air cavity

The present work reports thermal and electrical efficiencies for two solar hybrid photovoltaic-thermal air collectors integrated into the roof of the buildings. In these hybrid collectors, the PV cells are insulated with the enclosed air film or with the empty gap cavity. The unsteady and two-dimensional heat transfer equations are proposed and these equations are discretized using nodal method. The numerical model developed is validated. Then thermal and electrical efficiencies are analyzed for the collectors. The optimization of the characteristics parameters is studied in detail.

Keywords: solar energy, photovoltaic cells, hybrid solar collector, heat transfer, nodal method.