بهبود عملکرد گردآور خورشیدی و افزایش بهره وری انرژی خورشید با بکارگیری مواد تغییر فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

2 استادیار، گروه مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

3 دانشیار، گروه مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

چکیده

گردآورهای خورشیدی از جمله تجهیزات پرکاربرد برای ذخیره انرژی خورشید به شمار می روند که در آنها انرژی تابشی خورشید به انرژی داخلی یک ماده انتقال دهنده منتقل می­شود، اما این تجهیز به دلیل فاصله زمانی بین تابش خورشید و نیازمندی به انرژی، به ندرت می تواند پاسخگوی نیازهای گرمایشی باشد. لذا این مقاله جهت بهبود ذخیره سازی گرما و درنتیجه جلوگیری از اتلاف انرژی، استفاده از مواد تغییر دهنده فاز در گردآور را پیشنهاد می دهد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی جریان دوغاب مواد تغییر فاز (PCM) در داخل یک صفحه خورشیدی و ارزیابی عملکرد گرمای آن می باشد. در این مقاله انتقال گرمای درون سیال حاوی مواد تغییر فاز که در یک صفحه خورشیدی جریان دارد، بررسی و این گردآورها ارزیابی می گردد. به منظور ارزیابی اولیه عملکرد روش پیشنهادی، مطالعه عددی به کمک نرم افزار Comsol ارائه شده است.  نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که این مواد می توانند به طور موثری کارایی گردآور خورشیدی را بهبود دهند. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]
Corbin C. D., Zhiqiang John Z., Experimental and numerical investigation on thermal and electrical performance of a building integrated photovoltaic–thermal collector system, Energy and Buildings, Vol.42, No. 1, pp. 76-82,  2010.
[2]
Mishra R.K., Tiwari G.N., Energy and exergy analysis of hybrid photovoltaic thermal water collector for constant collection temperature mode, Solar Energy, vol. 90, pp. 58–67, 2013.
[3]
Buker M.S., Blaise M., Performance evaluation and techno-economic analysis of a novel building integrated PV/T roof collector: an experimental validation, Energy and  Buildings, vol. 76, pp. 164–175, 2014.
[4]
 Zhao X., Zhang X., B. Riffat S., Su Y., Theoretical study of the performance of a novel PV/e roof module for heat pump operation, Energy Conversion and  Management, Vol. 52, No. 1, pp. 603-614, 2015.
[5]
Salyer I.O., Sircar A. K., Phase change materials for heating and cooling Of residential buildings and other applications, Proceedings of the 25th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference (IECEC'90), Reno, Nevada, 1990.
[6]
 Rabl A., Active solar collectors and their applications. Oxford University Press, New York Oxford, 2016.
[7]
Hegazy A. A., Comparative study of the performances of four photovoltaic/thermal solar air collectors, Energy Conversion and  Management, vol. 41, No. 8, pp. 861-881, 2000.
[8]
Agrawal S., Tiwari G.N., Overall energy, exergy and carbon credit analysis by different type of hybrid photovoltaic thermal air collectors, Energy Conversion and  Management, Vol.65, pp.628-636,  2013.
[9]
Dubey S., Sandhu G.S., Tiwari G.N., Analytical expression for electrical efficiency of PV/T hybrid air collector," Applied  Energy, vol. 86, No. 5, pp. 697–705., 2009.
[10]
Olivares A., Rekstad J., Meir M., Kahlen S., Wallner G., A test procedure for extruded polymeric solar thermal absorbers, Solar  Energy Materials and  Solar Cells, vol. 92, No.4, pp. 445-452, 2008.
[11]
Agrawal B., Tiwari G.N., Life cycle cost assessment of building integrated photovoltaic thermal (BIPVT) systems, Energy and Buildings,  Vol. 42, No. 9, pp. 1472-1481, 2010.
[12]
Ma F., Zhang P., Performance investigation of the direct absorption solar collector based on phase change slurry, Applied Thermal Engineering, Vol.162, 2019. 
[13]
Allouhi A., Ait Msaad A., Benzakour Amine M., Saidur R., Optimization of melting and solidification processes of PCM: Application to integrated collector storage solar water heaters (ICSSWH), Solar Energy, Vol.171, pp. 562-570, 2018.
[14]
A. E Mohamed., H. M., Nabil., M. I., Mostafa, An experimental investigation of the phase change process effects on the system performance for the evacuated tube solar collectors integrated with PCMs, Energy Conversion and Management, Vol. 177, pp.  1-10, 2018
[15]
Schweiger, H., Optimization of Solar Thermal Absorber Elements with Transparent Insulation. Ph.D. Thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 1997.