بررسی پارامتریک رفتار حرارتی استخر خورشیدی گرادیان نمک برای وضعیت آب‌وهوایی شهر ارومیه

نویسندگان

دانشگاه ارومیه

چکیده

 فناوری استخرخورشیدی، ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین سیستم تبدیل و ذخیره‌سازی انرژی حرارتی خورشید است. در این مطالعه، اثرپارامترهای مختلف از جمله ضخامت لایه‌های مختلف، افت حرارت از سطح استخر، اثر سایۀ دیوارها و اندازۀ سطح استخر بر دمای لایۀ ذخیره به‌صورت عددی، ارزیابی شده است. نتایج مدل عددی با نتایج تجربی به‌دست‌آمده برای یک استخر کوچک تست‌شده در دانشگاه ارومیه و تحت وضعیت آب‌‌وهوایی شهر ارومیه اعتبارسنجی شده و سازگاری قابل قبولی بین نتایج عددی و تجربی برای دمای لایۀ ذخیره استخر مشاهده شده است. نتایج نشان داد که ضخامت لایۀ سطحی تا حد امکان باید کمتر باشد و از آنجایی که لایۀ گرادیانی نقش اصلی در ذخیره‌سازی حرارت در لایۀ پایین و جلوگیری از اتلاف حرارت به‌صورت هدایتی از سطح استخر دارد، باید اندازۀ آن مناسب انتخاب شود. همچنین مشاهده شد که افت حرارت از سطح استخر از طریق تبخیر بیشتر از افت حرارت از طریق جابه‌جایی و تشعشع است. با بررسی موردی نشان داده شد که اثر سایۀ دیوارها در استخرهای کوچک بسیار زیاد است و باید در مدل‌سازی استخر حتماً لحاظ شود، ولی در استخرهای بزرگ اثر سایه تأثیر چندانی در دمای لایۀ ذخیره ندارد.

کلیدواژه‌ها


[1] Sukhatme, K., Sukhatme, S. P., "Solar Energy Principles of Thermal Collection And Storage", New Delhi, Tata McGraw-Hill, pp. 150-170 1996. [2] Duffie, J.A., Beckman, W. A., "Solar Engineering of Thermal Processes", New Jersey, John Wiley and Sons, Vol. 3, pp. 325-350, 2006. [3] Tabor, H.A., Weinberger, Z., "Non-Convecting Solar Ponds, Solar Energy Handbook", New York: McGraw-Hill, pp. 45-56, 1980. [4] Hawlader, M. N., Brinkworth, B. J., "An Analysis of The Non-Convecting Solar Pond", Solar Energy, Vol. 27, No. 3, pp. 195-204, 1981. [5] Munoz, F., Almanza, R., "A Survey of Solar Pond Developments", Energy, Vol. 17, No. 10, pp. 927-938, 1992. [6] Kurt, H., Halici, F., Binark, A. K., "Solar Pond Conception-Experimental And Theoretical Studies", Energy conversion and management, Vol.41, No. 9, pp. 939-951, 2000. [7] Wang, Y. F., Akbarzadeh, A., "A Study on the Transient Behavior of Solar Ponds," Energy, Vol. 7, No. 12, pp. 1005-1017, 1981. [8] EL-Refaee, M. M., Akbarzadeh, R. R., Juwayhel, F., "Transient Performance of a Two-Dimensional Salt Gradeint Solar Ponds – A Numerical Study", International Journal of Energy Research, Vol. 20, pp. 713-731, 1996. [9] Jafarzadeh, M. A., "Thermal Behavior of Small Salinity-Gradeint Solar Pond with Wall shading Effect", solar Energy, Vol. 77, pp. 90-281, 2004. [10] Andrews, J., Akbarzadeh, A., "Enhancing the Thermal Efficiency of Solar Ponds by Extracting Heat from the Gradient Layer", Solar Energy, Vol. 78, No. 6, pp. 704-716, 2005. [11] Bernard, F., Casas, S., Gibert, O., Akbarzadeh, A., Cortina, j. l., Valderrama, C., "Salinity-Gradeint Solar Pond: Validation And Simulation Model", Solar Energy, Vol. 84, pp. 366–377, 2013. [12] Khalilian, M., Shahrooz, M., Abbaszadeh, M., "Erroneous Equations Used to Calculate Evaporation and Radiation Heat Losses From UCZ Layer in Solar Ponds", Solar Energy, Vol. 122, pp. 1425-8, 2015. [13] Khalilian, M., "Erroneous Equations Used of Assess the Performance of a Solar Pond", Energy Conversion and Management, Vol. 114, pp. 394-8, 2016. [14] Kaufmann, D. W., "Sodium Chloride: The Production and Properties of Salt and Brine", pp. 722-729, New York, Reinhold, 1971. [15] Perry, J. H., "Chemical Engineers Handbook", Vol. 27, No. 9, pp. 533, 1950. [16] Tabor, H., "Non-Convecting Solar Ponds. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical", Physical and Engineering Sciences, Vol. 295, No. 1414, pp. 423-433, 1980. [17] Duffie, J. A., Beckman, W. A., "Solar Engineering of Thermal Processes", New York: Wiley, 2013. [18] Bryant, H. C., Colbeck, I., "A Solar Pond for London", Solar Energy, Vol. 19, No. 3, pp. 321-2, 1977. [19] McAdams, W. H., "Heat Transmission, third ed. McGraw-Hill Kogakusha, Tokyo", Japan, 1954. [20] Surface Meteorology and Solar Energy, a Renewable Energy Resource, Accessed on 10 November 2016; https://eosweb.larc.nasa.gov.