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Etude et simulation d’un système de refroidissement par effet Peltier pour les cellules solaires photovoltaïques

B. Zouak and M. S. Belkaïd

Laboratoire des Technologies Avancées du Génie Electrique, LATAGE, Université Mouloud Mammeri, UMMTO, B.P. N°17, Tizi-Ouzou, Algérie.

Abstract

Photovoltaic (PV) cells lose in their efficiency when operating under high temperatures, particularly in the Saharan regions such as south Algeria. In this study we propose a new system of cooling the cells. This system is based on the integration of a Peltier module under the PV cells. This device constitutes a photovoltaic-thermoelectric hybrid system (PV-TEC), that combines simultaneously photovoltaic effect and Peltier effect. This hybrid system is simulated under Comsol Multiphysics and Matlab/Simulink. The results of the simulation show that the Peltier module allows cooling the cells and maintains their operation at an ambient temperature enabling them to generate their maximum power output. Thus, for all the temperatures tested, the cells lose in their power output, but as soon as the Peltier module is integrated it maintains the operating temperature of the cells at ambient so that to produce its initial power output of 2.6 W.

Résumé

Les cellules solaires photovoltaïques (PV) perdent de leur efficacité lorsqu’elles fonctionnent sous haute température, notamment dans les régions sahariennes comme le sud de l’Algérie. Dans cette étude, nous proposons un nouveau système de refroidissement des cellules photovoltaïques. Ce système est basé sur l’intégration d’un module Peltier sous la cellule PV afin de la refroidir. Ce dispositif constitue un module hybride photovoltaïque-thermoélectrique (PV-TE) faisant intervenir simultanément l’effet photovoltaïque et l’effet Peltier. L’effet de l’intégration du module Peltier dans la cellule a été simulé sous Comsol Multiphysics et Matlab/Simulink. Les résultats de la simulation ont montré que le module Peltier permet le refroidissement de la cellule PV et maintient son fonctionnement à une température ambiante lui permettant de générer sa puissance maximale. C’est ainsi que pour toutes les températures testées, il y a perte de puissance, mais dès que le module Peltier intervient, la cellule retrouve son fonctionnement normal à température ambiante avec une puissance maximale égale à celle initiale de 2.6 W.

Keywords

Cellules solaires - Module Peltier - Système hybride (PV-TE) - Refroidissement.

Etude et simulation d’un système de refroidissement par effet Peltier pour les cellules solaires photovoltaïques
Texte intégral

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