پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

بررسی عددی تأثیر استفاده از نانوسیال آب-آلومینیوم اکسید (Al2O3) بر روی عملکرد ترمودینامیکی سامانه‌ی فتوولتائیک حرارتی (PV/T)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
آرمین آلتونی 1
شیوا گرجیان 2
ادریس رحمتی 1
1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم-دانشکده کشاورزی-دانشگاه تربیت مدرس-تهران-ایران
2 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم-دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس. کیلومتر 17 اتوبان تهران کرج- بلوار پژوهش
10.22034/jrmam.2022.10062.527
چکیده
انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر می‌تواند برای تولید حرارت و الکتریسیته استفاه شود. در بین سامانه-های تولید توان با استفاده از انرژی خورشیدی، سامانه‌ی فتوولتائیک حرارتی (PV/T) یک فناوری نسبتا جدید و پرکاربرد است که می‌تواند به طور همزمان انرژی الکتریسیته و گرما تولید ‌کند. در سال‌های اخیر استفاده از مواد نانو در سامانه‌های خورشیدی به طور قابل توجهی گسترش یافته است. در پژوهش حاضر اثر استفاده از نانو سیال آب-آلومینیوم اکسید در سه غلظت حجمی 10/0، 075/0، 05/0 درصد و سه دبی حجمی ورودی 6/0، 9/0، 2/1 لیتر بر دقیقه بر بازده الکتریکی، بازده حراتی و بازده اکسرژی سامانه‌ی PV/T در ساعات مختلف روز به صورت عددی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مقایسه آن با نتایج تجربی انجام شده است. دبی حجمی 2/1 لیتر بر دقیقه و غلظت حجمی 10/0 درصد نانوسیال آلومینیوم-اکسید با توجه به خنک‌کاری مناسب سامانه به عنوان نقاط ورودی بهینه به کار گرفته شدند. بیشترین مقدار بازده حرارتی که تابع اختلاف دمای ورودی و خروجی سیال است، در بیشینه شرایط تابش (W/m2960) با مقدار 53 درصد مشاهده شد. همچنین بیشترین مقدار بازده اکسرژی در فاصله‌ی زمانی بعد از ظهر (ساعت 16) با مقادیر 6/21 درصد و کمترین مقدار آن در فاصله زمانی ظهر (ساعت 13) با مقادیر 9/15 درصد مشاهده شد.
کلیدواژه‌ها
انرژی‌ خورشیدی
بازده انرژی
بازده اکسرژی
فتوولتائیک-حرارتی
نانوسیال

موضوعات