بررسی آنالیز انرژی و اگزرژ در بهینه سازی کلکتور صفحه تخت خورشیدی

مطالعات انجام شده در زمینه های کلکتور خورشیدی صفحه تخت و آب گرم کن های خورشیدی بیانگر این استکه صرف معادلات انرژی، به تنهایی معیار مناسبی برای بدست آوردن راندمان آبگرمکن خورشیدی نیستند. اما آنالیز قانون دوم و معادلات اگزرژی حاوی اطلاعا مفیدتری در این مورد هستند. هدف از این مقاله یافتن دبی جرمی بهینه در کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی با استفاده از دیدگاه های انرژی و اگزرژی است. از آنجا که تغییر تشتع در طول روز یکی از پارامترهای اجتناب ناپذیر است، بایستی ترتیبی اتخاذ شود تا امکان جذب بیشترین انرژی در تششعهای مختلف فراهم شود. یکی از راه های رسیدن به این مهم، بررسی اثر تغییر دبی جرمی به ازای تشتعات مختلف روی بازده کلکتور، با استفاده از دیدگاه های انرژی و اگزرژی است. معادلات انرژی و اگزرژی و بهینه سازی دبی آب عبوری در کلکتور صفحه تخت خورشیدی که در یک سیتم بسته کار میکند، از موضوعات اصلی بحث در این مقاله میباشد. در این مقاله ابتدا به آنالیز انرژی و اگزرژی برای آب گرمکن خورشیدی پمپی پرداخته میشود و با توجه معادلات انرژی و اگزرژی بدست آمده سیستم مدل سازی خواهد گشت برای محاسبه بازده اگزرژی سیستم، از داده های تجربی بدست آمده توسط یک دستگاه آبگرمکن صفحه تخت خورشیدی، استفاده خواهد شد. برای این کار در مدت ۲۸ روز، ۲۲۴ ساعت آزمایش و دادهبرداری صورت گرفته است. برای این منظور، دادهبرداری برای ۷ دبی سیال مسیر کلکتور با تحلیل نتایج بدست آمده تاثیر تغییرات تابش خورشیدی بر دبی بهینه مدار کلکتور بررسی شده است. با توجه به تغییر شدت تابش آفتاب در طول روز، دبی جرمی بهینه متناسب با هر شدت تابش پیشنهاد میشود. همچنین به محاسبه بازده متوسط روزانه برای دبیهای مختلفعبوری از مسیر کلکتور پرداخته میشود و این مقادیر با مقدار بهینه بازده متوسط روزانه، که برمبنای دبی هایبهینه عبوری از مسیر کلکتور محسابه شده است، مقایسه میگردد. ملاحظه خواهد شد که با استفاده از دبی هایعبوری بهینه، میتوان بازده انرژی متوسط روزانه سیستم کلکتور خورشیدی را بین ۱ تا ۹ درصد، در طول روز،افزایش داد. همچنین بازده انرژی متوسط روزانه سیستم آبگرمکن خورشیدی نیز میتواند در صورت استفاده ازدبیهای بهینه عبوری، بین ۳ تا ۱۱ درصد در طول روز، افزایش یابد. همچنین با استفاده از دبی های بهینه عبوری،بازده اگزرژی متوسط روزانه سیستم کلکتور خورشیدی و سیستم آبگرمکن خورشیدی نیز، به مقدار قابلملاحظه ای افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین ملاحظه خواهد شد که با افزایش دبی سیر کلکتور، بازده های انرژیو اگزرژی سیستم کلکتور خورشیدی، ابتدا افزایش و سپس کاهش مییابند. همچنین با افزایش دبی مصرفی ازمخزن، بازدههای انرژی و اگزرژی سیستم کلکتور خورشیدی، ابتدا افزایش و سپس کاهش خواهند یافت.

کلیدواژه ها:

کلکتور ، آنالیز انرژی ، کلکتور خورشیدی ، اگزرژ.