Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  324~ 3 3 0   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 1 .pp 324 - 3 3 0          324       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Electri cal char ac t er is tic of  photov oltaic  thermal  coll ec t or wit h  water - m ulti walled carbon  nanotub e nanofl uid  flow       Nu r  Far hana   Mohd  R az ali, A hm ad   Fud h oli, Moh d H af idz  R uslan,  K am aruz z ama n  Sopian   Solar  En erg y   R e sea rch   Instit ut e,  Univer siti   Keba ngsaa n  Mal a y s ia,    43600  Bangi Sel angor ,   M al a y si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   23 , 201 8   Re vised Ju n 3 0, 20 18   Accepte d  J ul  2 0 , 2 018       Photovolt aic  therm al   (PV T)  stu die s  show   pro mi sing  result s  from   uti li zi n g   waste   hea t  und e r  the   PV   m odul e.   Hea t  r emoval   is  essenti al l y   th e  base   of  a  PV T  col lector .   T he  heat  absorpt i on  from   the   ba c k  of  the   PV   m odule   used  for   diffe ren t  purposes.  Solar  ene rg y  bei ng  co ll e cted   are   m ostl y   t urn ed  int o  h eat   and  ne eds  to  be   ext r ac t ed  to  m ai nt ai n  PV ’s  eff ic i ency .   Th e  PV T  co ll e ct o r   works   sim il ar  to  a  fl at   pl at e   solar   col l ec tor ,   exc ep t  that  the  short  wave le ng ths   are   conv ert ed  into  el e ct ri ci t y   and  the   remai n ing  wave l engt hs  int o  useful  heat.  The   h ea t   co ll e c te d  is  al so  at  a   lower   m agnitu de  th an  col l ec t e d  b y   solar   the rm al   col l ec to rs.  Thi s  stud y   pre sent  th e  exp eri m ent a l  inv est iga ti on   to   improve  the   eff ic i ency   of  PV T   col l ec tor   with   and  without  Multi walled  Carbon  Nanotu be  (MW CNT)  nanof lui d  usi ng  spiral   re cta ngula r  tub e  absorbe r  as  co oli ng.   The   el e c tri c al   ch aract e ri stic   of  PV T  c oll e ct or  ar e   rep rese nt ed  b y   p lot ti ng   power  (P ) - volt ag e  (V),   cu rre nt  (I) - vo ltage  (V)  cur ves .   The   result s  sho ws   the   power  gene ra te d  wil l  in cre ase   wi th  the   inc re asing  of  solar  rad iation ,   and  eff i ci en c y   i s  slight l y   high e r  tha n  the   PV T   col lector   without   MW CNT.   In  addition ,   the   hig hest  m axi m um   power  inc re ase   is  obta in ed  when  the   0. 1  wt%  MW CNT  nanof lui d  is  used  as  a  cool ant   in  th e   PV T  col l ec tor .   Ke yw or ds:   Eff ic ie ncy   Fil l fact or   I  c urve   M W CNT   Power   PV T   V  c urve   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed.   Corres pond in g  Aut h or :   Ah m ad  F udholi ,   So la r  En e r gy  Re search  Insti tute ,   Un i ver sit i Ke ba ngsaan  Mal ay sia ,   43600 B an gi S el angor, Mal ay sia .   Em a il :  a.fu dh ol i@uk m .ed u.m y       1.   INTROD U CTION   S olar  e nergy  is   ren e wab le   e ne rg y  that  can  be   produce  the rm al   ener gy  an d  e le ct rical   ener gy .  Ther m al   energy  can  be  ob ta ine d  easi ly   as  long  as  the r e  is  su nshine   usi ng   m edium s  (air  an d  water) .  Both  ai r  a nd  water   abs orbs  heat  from   the  therm a l  energy  to  be  us e d  in  diff e re nt  fiel ds .  I n  te r m s  of   therm al   energy  f ro m   the  ho t   water  ge ner at e d  from   so la r  energy  can  be  use d  in  hote ls  or  inn s ,  hom es,  ho s pital s,  la undr ie s  an d  s o  on.  Ho te l   and   reside ntial   hous es  usual l y  req uire  ho t  water  f or   bathi ng   a nd   dr i nk i ng.  H ospit al s  also   nee d  a  lot  of   ho t  water fo r  wa shi ng  m edical  d evices. S olar  e ne rg y re cei ve d  a t t he  Earth' s surf ace ca n be d i vid e d  int o  tw o t ypes,   nam ely  ph ot ons  for  ge ner at in g  el ect rici ty   a nd   the rm al   en erg y.  Ap a rt  from   the  energy  us e  of   petr oleum   for   veh ic le s,   el ect r ic al   energy  is  energy  wh ic h  i s  ve ry  im po rtant  in  our   li ves  tod ay .  Alm os t  al l  daily   act ivities  in   people' s  li ves  tod ay   re qu ire  el ect rici ty .  Ther m al   ener gy  can  al so   be  use d  f or   ai r  he at ing   d ur i ng   winter ,   pro du ct io n  of  ho t  water   f or  ba thing  a nd  wa sh in g,  co okin g,  dry in g  a nd  m any  m or e.  Ele ct rical   energy  can  be   gen e rated   us i ng  a  phot ovoltai c  (P V )  s olar  colle ct or .   But  the  am ou nt  of  el ect rici ty   pr oduce d  by  P V   so la r   colle ct or s  will   decr ease  as a  re s ult o f  inc reas ed heat  on PV   cel ls i n  the  so l ar c ollec tors   [1 - 13] .    The  ph otovo lt a ic   ( PV )   is  one  of   the  te ch nolo gy  us e d  to  harness  so la r  ene r gy .   PV   m od ule   fr om   so la r  energy  are  wide ly   adopted  re new a ble  e nerg y  so urces  a nd  com m ercial ly   avail able  syst em s  that  can  be  us e d  in   var i ou s  a pp li c at ion s.  Howe ve r,   the  pr ob le m   of   tem per at ur e  of   P V  m od ule   raisi ng   ca us es  the  ef fici ency  to  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Ele ct ric al char acteri sti c o f  photo v oltaic t her ma l c ollec tor  wi th …   ( Nur Farhan a  M ohd R az ali )   325   decerease  was   ov e rco m e  by  add i ng   a  heat   recovery  syst e m   to  a  PV   m od ule.  Th us ,   photov oltai c  t her m al   (P V T)  colle ct or s  hav e  be en   intro duce d  to   to  pr od uce  el ect rical   and   therm al   ener gy  fr om   so la r  energy  si m ultaneou sly .  A  PVT  coll ect or   ty pical ly   com pr ise s  an   PV   m odule ,  abs orber   plate   an d  a  heat  re m ov al  syst e m .  The  P V  m od ule   are  us ua ll y  at ta ched   to  th e  abs or ber   plate .  P VT   colle ct or s  ha ve   been  de v el oped  i n  var i ou s   syst em s  over   the  past   few  ye ars.  H oweve r,   ne w  st ud ie s  are  sti ll   bein g  c onduct ed  to   im pr ov e   syst e m   eff ic ie ncy  in   te rm s  of   the rm al  an d  el ect rical   aspects.  Va rio us   st ud ie s  ha ve   bee n  c onduct ed  on  P VT  c ollec tor s  base d  on   ai r ,  w at er ,   ai r - water,   and   water - na nof uid s   as h eat   carriers .  A  wat er o r nan of l uid based  P VT  co ll ect or   has  sim il ar  structu re  as   the  c onve ntion al   fla t  plate   so la r  c ol le ct or s.  T he   a bs or ber  co ns ist   of  tu be   is  at ta ched  to   the  PV   m od ul e  in  order   to  use   for  heati ng  pur po ses .  The  water   base d  P VT  colle ct or  cou l d  achie ve  enh a nc e   coo li ng  e ff ect i ven e ss  com pared  to  t he  ai r  ba sed  syst em   du e  to  t he  hi gh  therm al   m ass  of   water  over  t he  ai r.   Var i ou s  t heore ti cal   and   ex pe rim ental   stud ie s  of   PVT  coll ect or s  a re  av ai la ble  in  the  li te ratur e   [ 1 4 - 2 1 ] .  To   ov e rc om e  the  lim it at ion   of  c onve rsion  e ff i ci ency  of  PV  cel l,  phot ovoltai c  therm al   (P VT)  wa s  int rodu c e d  wh ic h  is  th e  m os t  co m m on ly   us ed  m et hod  f or  act ive  c oo li ng  t hat    pro vid e   both   th erm al   and   el ect rici ty  si m ultaneou sly   [22].  Be side   that,  by  m od ify in g  the  nonlinea r  I - V  cal culat ion   w hich  i nclu des   open     ci rcu it ,  extrem e  power   an d  s hort  ci rcu it ,  th e  theor et ic al   and   sim ulati on   appr oach   of  th e  photovo lt ai c  cel l  b y  Ma tl ab - Sim uli nk   Sit ua ti on   ca n  be  e valuated to   get  a  bette r  perform ance  [2 3,  24] .  Zo nda g  et   al .  [25]   ev al uated   var i ou s  desig ns  of   P VT  wate r  colle ct or .  T he   desig ns   ha ve   cat ego rise d  to   sh eet   and   tu be ,  channel,  f re e  flow   and  tw o  a bsor ber.  Althou gh  the  s heet  a nd  tub e   desi gn  is   in dicat ed  2%   le ss  in   ef fici ency  tha n  t he  c hannel   desig n,   it   is  th e  easi est   desig n  f or  m anu fact ur i ng   proces s.  Th us ,  t his  desi gn  is  the  m os t  prom isi ng   com pare d  to o t her desi gns.    Re centl y,  var i ou s   stu dies  ha ve  be en  c ondu ct ed  PVT  coll ect or s  base d  on  wate r - na nofluid s  as   hea t   carrier  has  be en  de velo pe d.  Sar dar a bad i  e t  al .  [2 6 ]   inv e sti gated  e xpe rim ental ly   the  e ff ect s  of   sil ic a/ wate r   nano fluid s   on  therm al   and   el ect rical   eff ic ie ncy  of  P VT.  T he  diff e re nt  co ncen t rati on  of  nano fluid  in dicat ed   that  overal   en erg y  e ff ic ie nc y  an d  total   e xergy  inc rease   with   hi gh e r  con ce ntrati on   of  na nofl uid s.   Th e   eff ic i ency  P V T  eq uipped  wi th  a  colle ct or  c om par ed  with  no   c ollec tor   show  sig nificantl y  hig he r  perfom ance.  Zei nali  et   al .  [ 27 ]   in vestigat e d  the  c on vecti ve  heat  tran sfe r  of  nano fluid s   in  la m inar  flo w  th rou gh  a  c hannel   with  a  square - cro ss   sect io n  r esulte d  i n  inc r ea sing  heat  t ra ns fe r  when   the   siz e  of  nano pa rtic le   is  sm a ller  a nd   vo l um e  fr act ion   is  i ncr ease d.   Wor k  ha ve   been   la rg el y   carried  out  on   na noflui d  for  the  past  de cades.   Ex per im ents  sh owe d  a   sig nif ic ant  increa se  for  the rm al   con duct ivit y  by  disp e rsion  of  l ess  tha n  1%  volum e  fr act io n  of  na nofl uid s. The   id eal   therm al   pr op e rtie s  of  na noflui d  wit h  hi gh e r  the rm al   cond uctivit y  and  heat   trans fer ,  sm al l er  an d  com pact  design   of   P VT  will   bec om e  po ssible  w it ho ut  le sse ning  the  de sired  ou t pu t .   Youse fi  et   al .  [2 8 ]   in vestigat ed  t he   ef fici en cy   of  flat   plate   so la r   water  he at er  colle ct or  by  va ryi ng  the   m ass  flo w  rate  a nd  vo l um e  con cen trat ion   of  al umi na  na nofl uid .   The  res ult  dr e w  that  by  inc re asi ng   m ass  flo w  rat e   from   1  to  3  L/m in,  the  ef fici ency  of  s olar  c ollec tor  i ncr ea sed  at   a  c ons ta nt  volum e  concentrat io n.   Ji ng  et   al .   [29]  prep are  of  hi gh ly   disp e rsed  SiO 2 /H 2 O   with  var i ous  par ti cl e  siz es.  They  ci rc ulate   the  nano fluid  bot h  above  t he  PV  pan el   to  filt er  I R  par t   of  t he  i ncide nt  li ght  a nd  bel ow  the   P V  cel l  to   rem ov e  th e  heat  ge ner at e d  in  the  phot oelet ric  co nv e rsion   process .  T his  desig n  is  help f ul  in  reduce  t he   oper at io n  te m per at ur e  of  P V  cel l  and  e xpect ed  t o  im pr ov e P V T eff ic ie ncy.  A dv a ntage o f  li quid f il te r  is t ha t t hey can  be  c on t ro ll ed dyna m ic al l y  by  pum ps ,  m agn et ic /e le ct ric  fiel d  an d  te m per at ur e  cha ng e s.  X u  a nd  Klei ns tre uer  [30]  showe d  that   con ce ntrati on  PV T  us i ng  na noflui d  is  m ore  su it able  f or   sil ic on   so la r  c el l  co m par ed  t o  m ulti  j unct io n  so la r  cel ls  and   t he  overall   e nergy  c onve rsion  ef fic ie ncy  of  the  C PV /T  syst em   i s  highe r  tha n  t hat  of  c onve ntion al   syst e m .  Gh adir i  et   al .  [3 1]  ev al uated  the  ef f ect   of   fe rrof l uid   as  co olant  on  the  ove rall   eff ic ie ncy  of  P VT.   T he   resu lt s  f ound  t hat  50%  inc rea se  in  overall   ef fici ency  w hen   ferrofl uid   was  placed  unde r  a lt ern at ing   m agn et ic   fiel d wit h 50 H z fr e quency.     Ma ny ex pe rim ent stud ie s  fo c us e d  on the siz e, ar ra ngem ent  an d  ty pe of f lu id u se d  f or  c oo li ng  in  P VT   colle ct or ,   ho w ever   stu dies  usi ng   na noflui d  a s  a  co olant  is  s ti ll   at   an  early   sta ge.   T he  us e  of   na noflui d  as   heat   trans fer  f l uid  i n  the P VT  c ollec tor   prov e d  to  r esult i n bett er  p er form ance.  This p a pe r  pre sents an  e xperi m ental  st ud y  t o  in ves ti gate  the  el ect rical   cha racteri sti c  of  a  P VT   colle ct or  with   an d  with ou t  Mult iwal le d  C arbo n  Nanotu be (M WCNT ) na nofluid   flo w wit h  s piral r ect a ngul ar tube a bsor be r.         2.   MA TE RIA L   AND ME TH ODS   The  set up   of  P VT  c ollec tor   duri ng   t he  in do or   e xperim ent  u nde r  so la r  si m ula tor  is  s hown   i n  Fi gure  1 a .  S piral  rectangula r  tu be  ab so r be r  ( Fig ur e 1b)  we re  sel ect ed  in  this  study   based   on  a  stud y  by  I br a hi m   et  al .  [ 32,  33 ] ,   Fud holi   et   al .  [3 4 ]   and   Aisya h  et   al .  [35] .  T he  width   of  the  a bs or ber   is  1.9  c m   ×  1. 9  cm   with  a   thickne ss  of  1  m m .  The  i m pr ov em ent  of   the   loo ser  form   of   stud y  is  that  t he  diam et er  of   the  abs orber   is  raised   to  increase  the   tou ch  s urface  area  betwee n  the  PV   m od ule   and   the  ab sor ber.  The  m at er ia l  us ed  to  m a ke  this   abs orber   is  rat her   tha n  a  r us t - pro of  pa ti ent.   The  co nductivit y  of   the  te r m inu s  is  16 . 3  to  20.0   W /m K.   This   m at erial   is  chosen  because   of  it s  cheap e r  pr i ce  com par ed  t o  c opper  an d  hi gh   cal or ific   re sist ance.  A  sta nd a r d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   324  –   330   326   po ly cryst al li ne   80   W   PV   m odule  represe nted   as  a  flat   plate   unglazed  s heet   at ta ch ed  on  th e  top .  T he  coll ect or   m ade  up   of  sin gle  unil at eral  channel  f or   t he  fluid   t o  flo w  is   inserted  unde r neath  the   PV   m od ule.  The  si ze  of   PV T  c ollec tor  su r face  is  1.2  m   lon g   an d  0. 5  wide .  K - ty pe   therm oco uple   us e d  with  data   log ge r  to  c ollec t  the   PV   m od ule   s ur face  te m per at ur e ,  inlet   a nd   ou tl et   fluid .  T he  change  of   te m per at ur e  durin g  the  e xperim e nt  can   be  trac ked   a nd   recorde d  in  1  m inu te .  The  t ot al   incident  ra di at ion   on  the  s yst e m   is  m eas ur e d  by  pyra nom et er.  A  fl ow m et er ( 1 - 4 G/M )  m ounted  at  t he o pe ning  of f lu i d  in le t fo r  contr olli ng of m ass f lo w  r at e.    The  ex pe rim e nt  was  co nduc te d  unde r  in door   te sti ng  facil it y  us ing   so la r   si m ulator.   Th e  si m ulator  consi st  of   40   ha log e n  la m ps   and   t he  intensit y  of   so la r  ra dia ti on   co ntr olled   by  var ia ble  vo lt age  con t ro ll er .  The  PV T   c ollec tor   has  bee n  e xpose d  to  the  s ola r  ra diati on   of   900  W /m 2   fo r  40   m inu te s  be f or e  c ollec ti ng   data  to  ens ur e  t he  e quil ibriu m   sta te   of  ra diati on.  The  c ha ng e   of  vo lt age   are   recorde d  us i ng  el ect ric  loa d  unde r   diff e re nt  m ass  flo w  rate  an d  vo l um e  con cen trat io n  of  na no fluid.  The  m as s  flow   rate  of   water  of  0.0 25 5  kg/s.   The  te m per at ur e  of   th e  syst em   colle ct ed  fr om   therm oco uple   store d  in  the  A DA M  D at a  Acquisi ti on   Syst e m   for  e ver y 1  m inu te   a nd  la te r  u se d  to   cal cula te   the  el ect rical   an d  t her m al   eff ic ie ncy  f or  the   co ll ect or.  T he  water   was  ci rc ulate d  arou nd   t he  syst e m   us ing  the pum p  and  heat  e xch a nger u se d  for  c oo li ng  t he   fluid  in  t he  cl oose d  loop  syst e m .  The  co oling  f lui d  us e d  in  this  exp e rim ents  are  water  an d  wat er - M W C NT  w it h  0. 02   wt%  a nd   0.1   wt%  co nce ntr at ion .  M WCN T   n a noflui ds   are  pre par e d  with  s on ic at or   and  ad de d  with  sta bili zer .  The   so nicat io n  pro cess  f or   dis persi ng   na nopa rtic le   in  disti ll ed  water  is  a bout  1  hour.  T he  ze ta   po te ntial   is  us e d  to   exam ine  the  sta bili ty   of   na nofluid   pr e pa red.     The  pro per ti es  of   flui d  us ed  is  sh ow n  in  Ta ble   1 .  The  el ec tric al   data  c ollec ti on  f or  volt age,   c urren t,   op e n  ci rcu it   vo lt age   ( V oc )   a nd  s hort  ci rcu it   cu rr e nt  (I sc )   use s  a n  el ect ronic   load  of  85 00  m od el   fr om   BK  P recisi on.  T he  data  obta in ed  is  us e d  to  plo t  the   I - V   c urve  gr a ph.  M axim u m   powe r  ( Pm )  can  be dete rm ined fr om  the g ra ph.       Table  1.   Fluid   roper ti es   Flu id   Particle  Size  (µ m )   Heat Capacit y   (J/k g K   Den sity  (kg / m 3 )   Ther m a l Co n d u ctiv ity    ( W / m K )   MW C NT/w ater   D:1 1 0 - 190   L:  5 - 9    630   1700   ~3 0 0 0         (a)     (b)       Figure   1 (a ) .   P VT wat er c olle ct or   unde r  s ola r  sim ulator , (b )   Sp i ral recta ngular  t ub e  ab s or ber  at ta ched  at t he PV  bac k       The  el ect rical   eff ic ie ncy  of  t he  P V  m od ule   is  m easur ed  by   the  m axi m um  po we r  rati o  (P m )  to  the  intende d ra diati on ,      =   (1)     wh e re  A c   is  the  s urface  are a  of  the  c ollec tor,   S  is  the  intensit y  of   ra diati on ,   an d  P m   is  der ived  from   th e   equ at io n,      =   ×   (2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Ele ct ric al char acteri sti c o f  photo v oltaic t her ma l c ollec tor  wi th …   ( Nur Farhan a  M ohd R az ali )   327   The  featu res  of  a PV   m od ule  can b e rem ov e d  from  the P V  m od ule o utput wh ic h  can b e e xp la ine d  by   the  resu lt in g  I - V  curve d  nat ur e  of   the  cu rv e .  The  cu rv e  c ha ng e s  as  a  fu nc ti on   to  the  P V  tem per at ure  (T pv )  an d  the s olar radiat ion   (S)  receive d by the m odule.    The  fill   factor   of   a  PV   m od ul e  is  a   m easur e  of   the  real  I - V  chara ct erist ic   curve.  It  defi ned   as  th e   m axi m u m   po w er  rati o  (P m )  pr oduce d  by  the  cel l  against  the   open   ci rcu it   volt age  pro du ct   (V oc )   an d  t he  c lose d  ci rcu it  curre nt  (I sc ) . T his f il l f act or   (F F )  ca n be  wr it te n  as        =  ×    (3)     The  featu res  of  a PV   m od ule  can b e rem ov e d  from  the P V  m od ule o utput wh ic h  can b e  e xp la ine d  by   the r es ulti ng I - V  c urve d nature  of the  curve . T he  c urve c ha ng e s as a  fu nction  t o  the  P V  t e m per at ure ( T pv ) .         3.   RESU LT S   A ND  DI SCUS S ION   PV T  c ollec tor  with  an d  with out  M W CNT  na noflui d  has  be en  te ste d  in  the  la borato ry.  The  ef fect  of   m ass  flow   rate   change  on   P VT  colle ct or   without  M W C NT  na noflui d  can  be  seen  in   Table  2.   At  the  m ass   flo w  rate  of 0 . 012  kg /s  a nd  the  s olar  ra diati on   c ha ng e d  fro m   50 0  W/m 2   t o  90 0  W /m 2 ,  I sc   increase d  f rom   0. 84 1  A  to  2.018  A  a nd   V oc   decr eas ed  f ro m   17.52  V  to  17.00  V.   The  re s ulti ng  powe r  al so   i ncrea sed  f r om   9. 85 3  W  to  22. 823  W  i n  the  sam e  so la r  ra diati on.  T he  inc rease  in  the  I sc   a nd   t he  decr ease   of  V oc   was  re co rd e d  whe n  the  m ass   flow   rate  was  cha nged  to  0.0 255  kg/s.  Wh e n  the  m axi m u m   incr ease  in  power   i s  recorde d  as  5.0 4% ,   4.36 %  an d  3.3 2%  at   50 0  W / m 2 ,  700  W /m 2   and   900  W/m 2   at   the  sam e  m ass  flow   rate  of   0.0 12   kg/s  an d   0.025 5 kg /s .       Table  2.   E ffec t o f  s olar radiat i on and m ass f l ow r at e  on  V oc   and I sc   of P VT c ollec tor   S ( W / m 2 )   ṁ   =  0.0 1 2  kg /s   ṁ   =  0.0 2 5 5  kg /s   I s c    (A )   V o c  (V)   P m   ( W )   I s c    (A )   V o c  (V)   P m   ( W )   500   0 .84 1   1 7 .52   9 .85 3   0 .87 8   1 7 .33   1 0 .33 6   700   1 .36 0   1 7 .35   1 6 .02 9   1 .42 4   1 7 .05   1 6 .72 8   900   2 .01 8   1 7 .00   2 2 .82 3   2 .08 0   1 6 .84   2 3 .58 0       Af te r  t he  PVT  colle ct or   without  M W CNT   na noflui d  te st,  the  opim u m   m a ss   flo w  rate  de te rm ined  is   0.025 5  kg/s.  PV T  c ollec tor   was  stu died  with  M W C NT   nanof l uid s  at   diff e re nt  co nc entrati on  ( 0.0 2  wt%     and   0. 1  wt% ).   Figure   2   to  Figure 4   show s  the  I - V  a nd   P - V  cu rv es  at   th e  m ass  flow   ra te   of   0.0 255  kg/s  an d    the  so la r  ra dia ti on   of  500  W /m 2   to  900  W /m 2 ,  and   sum m arized  in  Table  3.  F or   PV T  c ollec tor   withou t   M W CNT  na no fluid,  I sc   increa ses  from   0. 878  A  to  2. 08 0  A  wh e n  the  so la r   rad ia ti on   cha nges  from   50 0  W /m 2   to  900  W /m 2 .  Wh e n  the  P V T   colle ct or   wit h  0.0 2   wt %  M WCNT  acc umulat es  an  incre ase  fro m   0. 912  A  to   2,087  A  i n  the  sam e   ob ser vation.  At  hi gh e r  c on ce ntrati ons  of   M W C NT   na noflui d ,  the  I sc   change d  f ro m   0.919   A  to  2.15 4 A.   Me anwhil e,  V oc   fo r  PVT  coll ect or   wit hout  M W CNT  nano fluid   decr ea sed   from   17 .43  V  to  16. 84   V .   The  V oc   cha nge  for  the 0 . 02 w t%   an d  0.1  w t%   MW C NT  na nof uid ,  t he  V oc   of   c ollec tors  i s  17. 34  V   to 16.92  V  and   17. 25  V  t o  16.82  V,   res pe ct ively .  The  di sp la cem ent  of   the  heat  i ns ide   the  na no  be nd   is  higher  t ha n  water  fo ll owin g  th e  hi gh e r  na nostr uc ture  of   t he  na no st ru ct ur es .  I ncr ease d  rem ov al   of h ig her  hea t  will   further  reduc e   PV   m od ule  te m per at ur e.  Th e  i m pr ession,  an  increase  to   the  power   of   m axi m u m   and   higher  el ect rical   i m ped ance  is li ste d.         Table   3.   E ffec t o f  s olar radiat i on and m ass f l ow r at e  on  V oc   and I sc   of P VT c ollec tor wit h and wit ho ut  M W CNT  n a no flid   S   ( W / m 2 )   MW C NT   Isc   (A )   Vo c   (V )   Pm   (W)   FF      (%)   500   W ith o u t   0 .87 8   1 7 .43   1 0 .33 6   0 .67 9   3 .32   0 .02  wt%   0 .91 2   1 7 .34   1 0 .64 5   0 .67 3   3 .42   0 .1 wt%   0 .91 9   1 7 .25   1 0 .78 0   0 .68 0   3 .47   700   W ith o u t   1 .42 4   1 7 .25   1 6 .72 8   0 .68 9   3 .68   0 .02  wt%   1 .45 6   1 7 .21   1 6 .82 3   0 .67 9   3 .70   0 .1 wt%   1 .46 4   1 7 .13   1 7 .04 1   0 .68 4   3 .75   900   W ith o u t   2 .08 0   1 6 .84   2 3 .58 0   0 .67 3   4 .01   0 .02  wt%   2 .08 7   1 6 .92   2 3 .75 4   0 .67 8   4 .02   0 .1 wt%   2 .15 4   1 6 .82   2 3 .79 0   0 .66 5   4 .05   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   324  –   330   328       Figure   2 .   P ow e r  ( P)   an d  c urre nt (I)  over  volt age  (V)  for  P V T co ll ect or  without M W C NT   at  so la r ra diati on of  500  t o 900 W/ m 2           Figure   3 .   P ow e r  ( P)   an d  c urre nt (I)  over  volt age  (V)  for  P V T co ll ect or  with  0. 02   wt%   MWCNT  n a nofl uid   at   so la r ra diati on   of 50 0  to  90 0 W /m 2           Figure   4 .   P ow e r  ( P)   an d  c urre nt (I)  over  volt age  (V)  for  P V T co ll ect or  with  0 .1   wt% M WCNT   na nofl uid   at   so la r ra diati on   of 50 0  to  90 0 W /m 2     0 5 10 15 20 25 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 0 5 10 15 20 Power   (W ) Curr ent  (A) V olt ag e ( V ) I - V ,  5 0 0 I - V ,  7 0 0 I - V ,  9 0 0 P- V , 5 0 0 P- V ,  7 0 0 P- V ,  9 0 0 0 5 10 15 20 25 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 0 5 10 15 20 power   (W ) Curr ent  (A) V olt ag e ( V ) I - V ,  5 0 0 I - V ,  7 0 0 I - V ,  9 0 0 P- V , 5 0 0 P- V ,  7 0 0 P- V ,  9 0 0 0 5 10 15 20 25 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 0 5 10 15 20 Power   (W ) Curr ent  (A) V olt ge  (V ) I - V ,  5 0 0 I - V ,  7 0 0 I - V ,  9 0 0 P- V , 5 0 0 P- V ,  7 0 0 P- V ,  9 0 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Ele ct ric al char acteri sti c o f  photo v oltaic t her ma l c ollec tor  wi th …   ( Nur Farhan a  M ohd R az ali )   329   4.   CONCL US I O N   On   the  basis  of   pr ese nt  stu dy,  the  res ults  of   these  stu di es  m ay   be  con cl uded  as  f ol low:  1)  The   highest  m axi m um   po we r  i ncrea se  is  obta ine d  wh e n  t he  0.1   wt%  M W C N T  na noflui d  is  us e d  as  a   co ol ant  in   the  P VT  c ollec tor.   2)  T he  po wer   ge ner at e d  will   increase  w it h  the  a dd it io n  of  s olar  rad ia t ion   a nd  e ff ic ie ncy  is  sli gh tl y hig he r t han  t he  P VT  c ollec tor wit hout  M W CNT  n a nofl uid .         ACKN OWLE DGE MENT   The  a uthor s  w ou l d  li ke  t o  th ank  the  U niv e rsiti   Keb a ngsa an  Ma la y - sia   ( UK M )  f or  f un ding  (G P - K02 0448)  a nd   (GGP - 20 17 - 04 5), also  P rof.   Dr . Z aha ri Ibra him  f or  indo or   te sti ng  in  P hys ic s Lab orat ory  ( So l a r   Si m ulator  La b.) a nd the  So la r   Energy Re se a r ch Ins ti tute  (SER I) ,  UKM.       REFERE NCE S   [1]   Budiy ant o,   F adl iondi   (2018) ,   The   improvem ent   of  solar  ce l l  o utput   power  using  cool ing  and  r efl e ct ion  from   m irror .   Inte rna ti ona l  Jou rna l  of   Pow er  E l ec tron ic s  and  Dr ive   S y s te m s (IJP EDS),  8  (3) ,   132 0 - 26.   [2]   Yah y a  M,  Fudholi  A,  Hafi z h  H,  Sopian  K   ( 2016),   Com par ison  of  solar  dry er   and  solar - assisted  hea t  pum p  dry er  for  ca ss ava .   Solar   E ner g y   136,   606 - 13.   [3]   Yah y a  M,  Fudholi  A,  Sopian  K  (2017),   Ene rg y   and  ex erg y   ana l y ses  of  solar - assisted  flui di zed  bed  dr y ing  integra t e d   with  biomass   fur nac e .   R ene wab le E ner g y   105,   22 - 29.   [4]   Fudholi  A,  Sopian  K,  Gabb asa   M,  Bakhty a r  B,   Yah y a  M,  Ruslan  MH ,   Mat  S  (2015),   T echno - ec onom ic   o f  solar   dr y ing   s y st ems   with  wat er  base d  solar  col l ec tor s  in  Mal a y si a:  a  rev ie w,   Ren ewa ble   and  Sus ta in a b le   Ene rg y   R eview   2015;  51:   809 - 8 20.     [5]   Fudholi  A,  Sopian  K,   Bakh t yar   B,   Gabba sa   M ,   Othm an  MY ,   R uslan  MH   (2015 ),   Rev ie w  of   sol ar  dr y ing   s y st ems   with  air - base d   solar   c oll e ct ors i n   Mal a y sia .   R ene wab le  and  Sus ta in abl e   Ene rg y   R evi ew   51,   1191 - 1204 .   [6]   Fudholi   A,  Sopian  K,  Rusl a n  MH ,   Alghoul  MA ,   Sulai m an  MY   (2010),   Re vie w  of  sol ar  dr y ers   for  ag ric u ltural  and   m ari ne  produ ct s.   Rene wab le a nd   Sus ta ina ble E n er g y   Reviews   14(1 ),   1 - 30 .   [7]   Fudholi  A,  Sopian  K,  Alghoul  MA ,   Ruslan  MH ,   Oth m an  MY   (2015),   Per form anc es  and  i m prove m ent   pote ntial  of  solar  dr y ing   s y st em for  pa lm oil f ronds.  Rene w able  En erg y   78 ,   56 1 - 65.   [8]   Fudholi  A,  S opia n  K,  Yaz di  MH ,   Ruslan  M H,  Gabba sa  M,  Kaz em  HA   (201 4),   Perform anc e  ana l y sis  of  solar   dr y ing  s y stem for  r ed c hil i. Sola r   En erg y   99,   47 - 54.   [9]   Fudholi  A,  S opia n  K,  Othm an  MY ,   Ruslan  MH   (2014),   Ene rg y   and  ex erg y   ana l y ses  of  solar  dr y ing  s y st em  for  red   sea wee d .   En erg y  and  Bu il dings   6 8,   121 - 29 .   [10]   Fudholi  A,  Othm an  MY ,   Ruslan  MH ,   Sopi an  K  (2013),  Dry ing   of  Mal a y s i an  Capsic um   an nuum   L.   (re d   ch il i)  dr ie d   b y   open and  sol a r  dr y ing. Interna t iona l   Journal   of P hotoe ner g y , 1 - 9.   [11]   Fudholi  A,  Bakhty ar  B ,   Sal eh  H,  Ruslan  M R,   Othm an  MY   &  Sopian  K  (2016),   Dr y ing  of  salted  silve r  je wfi sh  in  a  h y brid  sol ar  dr y i ng  s y stem  and  u nder   open  sun:  m odel ing  and  pe rform a nce   an alys es.   Inte rna ti ona l  Journal  of  Gre en  Ene rg y   13   (11),  1135 - 1144.   [12]   Fudholi  A,  Sopian  K,  Rusl a n  MH ,   Othm an  MY   (2013),   Perf orm anc e  and   cos t  ben efi ts  ana l y s is  of  doubl e - pas s  solar   col l ec tor   with   an d  without fi ns.   E ner g y   Conversio n  and  Man age m ent   76 ,   8 - 19 .     [13]   Fudholi  A,  Sopian,   K,   Rusla n  MH ,   Othm an,   MY ,   Bakhty ar ,   B  (2013).   Ene rg y   anal y sis a nd  i m prove m ent   pot ent i al   o f   finne d  doub le - p a ss   solar  colle ct or .   En erg y   Conv er sion a nd  Man ag ement  75 ,   234 - 4 0.     [14]   Fudholi  A,  Zohri   M,  Jin  GL,   Ibra him  A,  Yen  CH,   Othm an  MY ,   Ruslan  M H,  Sopian  K  (20 18),   Ene rg y   and   exe rg y   ana l y ses of   pho - tovol taic   the rm a l   collector  wi th  ▽ - groove .   Sol ar Ene rg y   159 ,   742 - 50.   [15]   Fudholi  A,  Sopian  K  (2018),   R&D  of  Photovolt aic  Therm al   (PV T)  Sy st ems :  an  over vie w .   Int ern ational   Journ al   of   Pow er  El e ct ron i cs  and  Dr ive   S y s te m s (IJP EDS) 9  (2), 803 - 10.   [16]   Fudholi  A,   Sopian  K  (2018),   Review  on  e xer g y   and  en erg y   an aly sis  of  solar  a ir  heate r .   In te rna ti ona l  Journal  of   Pow er  El e ct ron i cs  and  Dr ive   S y s te m s (IJP EDS) 9  (1), 420 - 26.   [17]   Fudholi  A,  Sop ia n  K  (201 8),   Rev ie w  on  s ola r  col l ec tor   fo r  agr i cul tur al   pr oduce .   Internat i onal   Journa l  of  Pow er  El e ct roni cs  and   Drive   S y s te m s (I JP EDS) 9  (1),   4 14 - 19.   [18]   Fudholi  A,  Haw  LC,   Sopi an  K  &  Abdul m ula   AM O   (20 18),   Prim ar y   stud y   of  tra ck ing  photovol taic  s y s te m   fo r  m obil e  sta ti on  in   Malay si a. I nt ern at ion al   Journa l  o f  Pow er  Elec tron ic s a nd   Drive   S y stems   (IJP EDS)  9  (1), 427 - 32.   [19]   Zohri   M,  Nurat o  N,  Fudh oli   A  (2017),  Photovolt a ic   the r m al   (PV T)  s y st em  with  and  w it hout  f ins  Coll ec tor :   The ore ti c al Approac h.   Int ern a ti o nal   Journa l  of   Pow er  Elec troni cs  and  Drive   S y st e m   (IJP EDS) 8(4) ,   1756 - 63 .   [20]   Zohri   M,  Bakt i  LD,   Fudholi  A  (2018),   Exe rg y   assess m ent   of  photovol ta i c  the rm al   with  v - groove   col l ec t or  using  the ore ti c al stud y.   T EL KO MN IKA   16(2),   550 - 57 .   [21]   Naz ri  NS ,   Fudholi  A,  Bak ht y ar  B ,   Yen  C H,  Ibra him  A,  Ruslan  MH ,   Ma t  S,  Sopian   K.  ( 2018),   En erg y   e conomi c   ana l y sis  of  photovol taic – th erma l - the rm oelec tr ic  (PV T - TE )  ai r   col lector s.  Re newa ble   and  S ustai nable  Ene r g y   Revi ew  92 ,   187 - 97.   [22]   Naz ri  NS ,   Fudholi  A,  Ruslan  MH ,   Sop ia n  K .     (2018),   Mathe m at i cal   m odel ing  of  photovol taic  th ermal - the rm oel e ct ri c  ( PV T - TE )  a ir  collector.   Inte rn at io nal   Journa l  of  P ower  Elec t ronics   and  Drive   S y s te m s  (IJP EDS),  9   (2),   795 - 802 .     [23]   Ku m ari   JS   &  Babu  CS   (20 12),   Mathe m a ti c al   Model ing  and   Sim ula ti on  of   P hotovol taic  C el l  using  Matl abSi m uli nk  Envi ronm ent ,     In te rna ti ona l  Journ al   of   E le c tri c al and Com pute r  En gine er ing  (IJEC E),   2   (1) ,   26 - 34 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   324  –   330   330   [24]   Moha m ed  MA EH  (2017),   The   Li n ea r  Mod el   of  a  PV   m odu le ” ,   Inte rn at ion al  Journal  of  Pow er  El ectroni cs  and  Drive   S y st em (IJP EDS),  8   (2), 900 - 906 .   [25]   Zonda g  HA ,   de  Vri es  DW ,   van  Held en  W GJ ,   van  Zo li ngen   RJC ,   van  Ste enh oven  AA   (2003),   Th e  y i el d  of  d i ffe ren t  combined  PV - th ermal   co llect or   d esigns.   Solar   En erg y   74,   253 - 26 9,   2003 .   [26]   Sarda rab ad i  M,  Pass andi deh - Fard  M,  Heri s  SZ  (2014),   Expe rimental  inve s ti gation  of  the   e ffe ct s  of  sili c a/   wate r   nanof lui d   on  PV /T   (pho - tovol t ai c   the rm al uni ts).   Ene rg y   66 ,   264 - 72.   [27]   Heri s  SZ,   Kaz emi - Be y dok hti   A,  Noie   SH ,   Rez v an  S  (20 12),   Num eri cal  stud y   on  convect iv e  heat  tr ansfe r  of  Al 2 O 3 /wa te r,   Cu O/wate r  and  Cu/ wate r  nanof lu ids  through  square   cro ss - sec ti on  duct   on  la m ina r  fl ow.  Engi nee r ing   Appica t ions o f C om puta ti onal F lui d  Me cha ni cs  6,   1 - 14 .   [28]   You sefi  T,   Ve y si  F,  Shoja eiza deh  E,   Z ina di ni  S  (2012),   An  expe riment al   inv esti gation  on  the  eff ect  of  Al2O3 - H2O   nanof lui d   on  th e effi c ie nc y   of   flat - pla t e  solar   co lle ct ors,  R ene wab l e  En erg y   39   (1) 293 - 98.   [29]   Jing  D,  Hu  Y,L iu  M ,   W e i  J,  Guo  L   (20 15),   Prepa r at ion   of  highly   d isperse d  nanof lui d   and  CF D  study   of   it s   uti lization  in a c once ntr at ing   PV /T   s y st em.  Sol ar Ene rg y   112 ,   30 - 40.   [30]   Xu  Z,   Kleins tre uer   C  (2014),   Conce tr ation   photovol ta i c - th ermal   ene rg y   co - gene ra ti on  s y st em  using  nanof lui ds  for  cool ing   and   heat - ing.   Ene rg y   Co nver sion a nd   Ma nage m ent   87 ,   50 4 - 12.   [31]   Ghadir i  M,  Sarda rab ad i  M,  Pasandide h - far d  M,  Moghada m   AJ   (2015),   Expe rimenta l  inv esti g at ion  of  a  PV T  s y stems   per form anc e   usi ng  nano  f err oflu i ds.  Ene rg y   Conv ersion  and   Mana gement  103 ,   468 - 76.   [32]   Ibra him  A,  Jin  GL,   Daghigh   R,   Moham ed  S al l eh  MH ,   Othma n,   MY ,   Ruslan  MH ,   Mat  S,  Sop ia n  K  (2009).   Hy bri d   photovol taic  t he rm al   (PV /T )  ai r  and  wate r  b ase d   col l ec tors  suit a ble   for  bui ldi ng  int egr at ed  appl i c at ions.  Am eri c a n   Journal  of Envir onm ent al   Sc ie n c es  5(5), 618 - 24.     [33]   Ibra him  A,   Fudholi  A,  Sopian,   K,  Othm a n,   MY ,   Ruslan  MH   (2014).   Eff ic i enc i es  and  improvem ent   potentia l  o f   buil ding int egr at - ed  photovo lt a ic  the rm al   (BIPV T )  s y st em,  En erg y  Conversion and M ana gement 77,   527 - 34.     [34]   Fudholi  A ,   Sopian  K,  Y az di  MH ,   Rusl an  MH ,   Ibra hi m   A  &  Kaz em   HA   (2014),   P erf orm anc e  ana l y sis  of   photovol taic   the r m al   (PV T)  wat er   collectors. Ene r g y   Conversion a nd  Mana gemen t 78,  641 – 51 .     [35]   Aisy ah  CN ,   Fudholi   A,  Ot hm an,   MY ,   Ibra him  A,  Ruslan  MH ,   Sopian,   K ,   (2018).   Ke ce k a pan  pengumpul  PV /T   m engguna kan  pengumpul  te rm a  rek a  bent uk  pi li n  (Ef ficien c y   of  PV /T   col le ctor  using  spira l  the rm al   absorbe r   design),   Sa ins M al a y si ana   47   (4) ,   853 - 859.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.