Enhancing of a DC air-conditioning system based on solar power generation

• Autorzy: Slimene Marwa Ben , Khlifi Mohamed Arbi

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.08.04

Warianty tytułu

Wzmocnienie systemu klimatyzacji DC opartego na wykorzystaniu energii słonecznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Photovoltaics powered DC air conditioners have a lot of potential for energy-efficient cooling while also being very cost-effective. They have the potential to significantly cut energy consumption in the construction sector, which is critical in meeting the larger goal of lowering greenhouse gas emissions. In this paper, the performance of a split-unit DC air conditioner is evaluated. The DC air conditioner, which operates directly on 48 VDC and includes a variable-speed compressor, has lately become accessible on the international market. This study discusses a number of topics, including energy use, investigation of the coefficient of performance (COP) and power quality concerns. Solar power is the primary energy source, as it is a renewable resource that is both readily available and beneficial to future generations. The output of the DC air conditioner can be alternatively changed according to the size of the room by altering the speed of the Brushless DC motor in this work.

PL

Klimatyzatory DC zasilane fotowoltaiką mają duży potencjał w zakresie energooszczędnego chłodzenia, a jednocześnie są bardzo opłacalne. Mają potencjał, aby znacząco obniżyć zużycie energii w sektorze budowlanym, co ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia większego celu, jakim jest obniżenie emisji gazów cieplarnianych. W tym artykule oceniana jest wydajność klimatyzatora DC typu split. Klimatyzator DC, który działa bezpośrednio na 48 VDC i zawiera sprężarkę o zmiennej prędkości, stał się ostatnio dostępny na rynku międzynarodowym. W niniejszym opracowaniu omówiono szereg tematów, w tym zużycie energii, badanie współczynnika wydajności (COP) i problemy z jakością energii. Energia słoneczna jest podstawowym źródłem energii, ponieważ jest zasobem odnawialnym, który jest zarówno łatwo dostępny, jak i korzystny dla przyszłych pokoleń. Moc klimatyzatora DC można alternatywnie zmienić w zależności od wielkości pomieszczenia, zmieniając prędkość bezszczotkowego silnika prądu stałego w tej pracy.

Słowa kluczowe

EN

DC compressor; performance; solar energy; COP; solar air-conditioner

PL

kompresor DC; klimatyzacja; energia słoneczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 8
• Strony: 19--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Slimene Marwa Ben

• College of Computer Science and Engineering, University of Haʼil, Haʼil
• SIME Laboratory, ENSIT, University of Tunis

autor

Khlifi Mohamed Arbi

• Faculty Engineering, Islamic University of Madinah KSA
• SIME Laboratory, ENSIT, University of Tunis

Bibliografia

• [1] Al Qdah, K.S. Performance of Solar-Powered Air Conditioning System under AlMadinah AlMunawwarah Climatic Conditions. Smart Grid and Renewable Energy, 6, 209-219.2015.
• [2] Aguilar, F.J.; Ruiz, J.; Lucas, M.; Vicente, P.G. Performance Analysis and Optimisation of a Solar On-Grid Air Conditioner. Energies, 14, 8054. 2021.
• [3] IEA. The Future of Cooling: Opportunities for Energy-Efficient Air Conditioning; Annual report; The Organisation for Economic Co-operation and Development: Paris, France, 2018.
• [4] Mohamed Arbi Khlifi, Marwa Ben Slimene “Efficient Off Grid Solar Powered DC Air Conditioning System” PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, 10.15199/48.2021.06.2. 2021.
• [5] Alrashed, F.; Asif, M. Saudi building industry’s views on sustainability in buildings: Questionnaire survey. Energy Procedia 2014, 62, 382–390.
• [6] Matar, W.A look at the response of households to time-of-use electricity pricing in Saudi Arabia and its impact on the widereconomy. Energy Strateg. Rev. 2017, 16, 13–23.
• [7] S. Bharath Subramaniam, Air Conditioner Using Exhaust Gas of Automobiles, International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 8(5), 2017, pp. 1119-1126.
• [8] Ghanim Kadhim Abdul Sada, Dhamyaa Saad Khudhour and Moumin Mahdi Issa, Utilization of Solar Energy for Enhancement Efficiency of Steam Power Plant.International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 7(5), 2016, pp. 336–343.
• [9] Wang, X.; Xia, L.; Bales, C.; Zhang, X.; Copertaro, B.; Pan, S.; Wu, J.A systematic review of recent air source heat pump (ASHP) systems assisted by solar thermal, photovoltaic and photovoltaic/thermal sources. Renew. Energy 2020, 146, 2472–2487.
• [10] Fernández Bandera, C.; Pachano, J.; Salom, J.; Peppas, A.;Ramos Ruiz, G. Photovoltaic Plant Optimization to Leverage Electric Self Consumption by Harnessing Building Thermal Mass. Sustainability 2020, 12, 553.
• [11] Aguilar, F.; Aledo, S.; Quiles, P. Experimental analysis of an air conditioner powered by photovoltaic energy and supported by the grid. Appl. Therm. Eng. 2017, 123, 486–497.
• [12] Aguilar, F.; Crespí-Llorens, D.; Quiles, P. Techno-economic analysis of an air conditioning heat pump powered by photovoltaic panels and the grid. Sol. Energy 2019, 180, 169–179.
• [13] Opoku, R.; Mensah-Darkwa, K.; Samed Muntaka, A. Technoeconomic analysis of a hybrid solar PV-grid powered airconditionerfor daytime office use in hot humid climates—A case study in Kumasi city, Ghana. Sol. Energy 2018, 165, 65–74.
• [14] Hui Ren, Wenhao Cai: Research on Grid-Connected Photovoltaic System Based on Improved Algorithm. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 98 NR 7/2019.
• [15] Li, Y.; Zhao, B.; Zhao, Z.; Taylor, R.; Wang, R. Performance study of a grid-connected photovoltaic powered central air conditioner in the South China climate. Renew. Energy 2018, 126, 1113–1125.
• [16] M. J. Abdul-Kareem, F. M. Mohammed, and M. A. Jabbar, “Investigation of high performance split air conditioning system by using Hybrid PID controller,” Applied Thermal Engineering, 129, 1240-1251, 2018.
• [17] Y. Lia, G. Zhanga, G.Z. Lva, A.N. Zhangb, R.Z. Wang. “Performance study of a solar photovoltaic air conditioner in the hot summer and cold winter zone,” Solar Energy 117,167-179, 2015.
• [18] B.J. Huanga, T. Houa, P.C. Hsua, T.H. Lina, Y.T. Chena, C. W. Chena, K. Lia, K.Y. Lee, “Design of direct solar PV driven air conditioner,” Renewable Energy, 88, 95-101, 2016.
• [19] L. Farkad, M. A. Atiya, and A. A. Al-Hemiri, “Test of solar adsorption air-conditioning powered by evacuated tube collectors under the climatic conditions of Iraq,” Renewable Energy, 142, 20-29, 2019.
• [20] Li, Y., Zhao, B., Zhao, Z., Taylor, R., Wang, R. Performance study of a grid-connected photovoltaic powered central air conditioner in the South China climate. Renew. Energy 126, 1113–1125.2019.
• [21] Mugnier, D., Neyer, D., White, S.D. (Eds.). The Solar Cooling Design Guide Case Studies of Successful Solar Air Conditioning Design. Wiley. 2017.
• [22] Opoku, R., Mensah-Darkwa, K., Samed Muntaka, A. Technoeconomic analysis of a hybrid solar PV-grid powered airconditioner for daytime office use in hot humid climates? A case study in Kumasi city, Ghana. Sol. Energy 165, 65–74. 2018.
• [23] Xu, Y., Li, M., Luo, X., Ma, X., Wang, Y., Li, G., Hassanien, R.H.E. Experimental investigation of solar photovoltaic operated ice thermal storage air-conditioning system. Int. J. Refrig. 86, 258–272, 2018.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).