25959

بررسي تجربي تاثير مواد تغييرفازدهنده حرارتي درون چاهك هاي موجود در كلكتور دودكش هاي خورشيدي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1397

1400/8/29

دكتر منصور شيرواني- دكتر سلمان موحدي راد

دكتر علي بخش كسائيان

مهندسي شيمي،نفت و گاز

با كاهش روزافزون منابع انرژي فسيلي رايج، استفاده از منابع انرژي تجديدپذير همچون خورشيد بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. در صورتي كه بتوان بازده پايين تبديل انرژي اين منبع را افزايش داد، پتانسيل رشد وجايگزيني آن بيش از پيش خواهد بود. براي اين منظور، اين تحقيق روشي براي افزايش بازدهي تبديل انرژي حرارتي خورشيد را بر روي يك نمونه آزمايشي دودكش خورشيدي با كلكتوري به قطر 3.44 متر و دودكشي با ارتفاع 12 متر و قطر 0.25 متر بررسي مي¬كند. ابتدا، كلكتور دودكش خورشيدي مورد مطالعه به 112 عدد لوله¬ جذب¬كننده تابش خورشيدي مجهز مي¬شود. اين لوله¬ها با طول 33 سانتي¬متر و قطر 10 سانتي¬متر به سقف كلكتور نصب شده و به داخل فضاي كلكتور آويزان مي‌شوند تا انتقال تابش خورشيدي به نيروگاه دودكش خورشيدي را با به دام انداختن پرتو¬هاي تابشي در خود، افزايش دهند. سپس، تيوسولفات سديم (Na2S2O3.5H2O) به عنوان يك ماده ذخيره¬كننده انرژي حرارتي از طريق گرماي نهان ذوب (PCM)، در داخل اين لوله¬ها قرار مي¬گيرد تا زمان عملكرد دودكش خورشيدي را افزايش دهد. آزمايش‌ها در سه حالت: دودكش خورشيدي معمولي، دودكش خورشيدي با لوله‌هاي جذب¬كننده تابش خورشيدي و دودكش خورشيدي با وجود مواد ذخيره¬كننده انرژي حرارتي درون لوله¬ها طراحي و اجرا مي¬شوند. نتايج بررسي¬ها نشان مي¬دهند كه با استفاده از لوله¬هاي جذب¬كننده تابش خورشيدي، توان كلي و سرعت متوسط جريان هوا در ورودي دودكش به ترتيب 40% و 14% افزايش خواهند داشت. همچنين دماي بيشينه هوا در ورودي دودكش به ميزان 5°C گرم¬تر مي¬شود. با قرار دادن بسته‌هاي PCM در داخل لوله‌ها، زمان كاركرد دودكش خورشيدي 5.5 ساعت بيشتر از دو حالت قبلي مي¬شود.همزمان با اين افزايش، توان توليدي كل 49% و سرعت متوسط جريان هوا در ورودي دودكش در طول روز به ميزان 22% نسبت به حالت دودكش خورشيدي معمولي رشد كرده است.

1400/10/15

Experimental investigation of using phase change material inside solar radiation absorber tubes in the collector of solar chimney

11/20/2022 12:00:00 AM

With the rapid depletion of conventional fossil energy sources, the use of renewable energy sources like solar thermal energy has received more attention. If this resource's low energy conversion efficiency can be increased, its growth and replacement potential will be more significant than before. Therefore, this study investigates a method to increase the efficiency of solar thermal energy conversion. The experiments were performed on a solar chimney setup with a 3.44 m collector diameter and a chimney with a 12 m height 0.25 m diameter. First, the canopy of the solar chimney is occupied by 112 solar radiation absorber tubes. The tubes, which have 33 cm in length, and 10 cm in diameter, are hung inside the collector space to increase the transmission of solar radiation to the solar chimney power plant. Then, sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O) is placed inside these tubes as a phase change material (PCM) to increase the operating time of the solar chimney power plant. Experiments were designed and performed in three modes: conventional solar chimney, solar chimney with tubes, and solar chimney with thermal energy storage materials inside the tubes. The results show that the tubes increased the overall power output and average airflow velocity through the chimney by 40% and 14%, respectively. Also, the maximum air temperature at the chimney's entrance is raised by 5 ° C. Furthermore, by placing PCM packages inside the tubes, the operating time of the SCPP was extended by 5.5 hours, and the average velocity of the inlet air to the chimney after the sunset increased significantly. Also, the total power production and average diurnal velocity of the chimney's inlet flow were enhanced by 49% and 22%, respectively.

دودكش خورشيدي , ذخيره كننده انرژي حرارتي , لوله هاي جذب كننده تابش خورشيدي , PCM

Solar chimney , Thermal energy storage , solar radiation absorber tubes , PCM