Manufacturing a trough parabolic solar collector and predicting its theoretical performance
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک
محمود تاجی
1
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر)
کلید واژه: Solar collector, Concentrator, Trough Parabolic, Reflecting surface, Mirror steel,
چکیده مقاله :
The aim of this research was manufacturing a parabolic trough solar collector in which reflecting surface is made of mirror steel rather than usual mirror and also predicting its theoretical performance.by adjusting planar ⩝ -shaped structures parallel to each other and welding them together, the main supporting structure was assembled and a parabolic-shape Teflon arc was installed in the aperture of each ⩝-shaped structure. Then the steel plate was installed on the main structure to form a parabolic trough surface. Other components were manufactured and assembled according to conventional methods. In order to predict performance, efficiency was formulated as a function of incident angle according to the related theory. By programing in MATLAB, net rate of heat absorption and efficiency were calculated and corresponding diagrams plotted against apparent solar time for several days of the year. The results indicated that when solar radiation was close to vertical, efficiency increased form fifty percent in the morning to sixty at noon and decreased to fifty again in the afternoon. Otherwise it decreased from sixty percent in the morning to fifty at noon and increased to sixty again in the afternoon. Maximum net rate of heat absorption (w/m 2) occurred at noon (450-550) and the minimum at sunrise and sunset (400-450). Although the efficiency of the manufactured collector is slightly different from that of usual ones, less assembly time and cost and higher quality of surface geometry and more durability of reflecting surface are considerable compared with conventional collectors of this type.
هدف از انجام این تحقیق ساخت و پیش بینی عملکرد کالکتور خورشیدی متمرکزکننده است که طرح کلی آن همانند طرحهای رایج این نوع کالکتور بوده، ولی سطح منعکس کننده بجای آینه از ورق نازک فولاد آینه ای است. برای ساخت ابتدا سازه اصلی نگهدارنده با اتصال موازی سازه های پیش ساخته ⩝ شکل صفحه ای ساخته شد و یک کمان سهمی شکل تفلنی بعنوان تکیه گاه سطح منعکس کننده در دهانه هر سازه نصب گردید. سپس ورق فولادی در دهانه سازه اصلی به شکل سهمیگون مونتاژ شد. بقیه قسمتها مشابه روشهای مرسوم ساخته و مونتاژگردید.برای پیش بینی عملکرد، پس از تعیین رابطه راندمان بصورت تابعی از زاویه اصابت تابش خورشید برمبنای تئوریهای این نوع کالکتور، راندمان و نرخ خالص جذب گرما به کمک نرم افزار متلب وبرنامه نویسی در محیط ان محاسبه و برحسب زمان ظاهری خورشید در چند روز سال رسم گردید. نتایج نشان داد اگر تابش خورشید به امتداد عمود برافق نزدیک باشد، راندمان از50% در صبح تا 60% درظهر افزایش یافته و بعدازظهرتا عصر به 50% کاهش میابد. در غیراینصورت راندمان از 60% در صبح به50% درظهر کاهش یافته و مجددا" تا 60% در عصر افزایش میابد. نرخ خالص جذب گرما (w/m2) هر دو حالت در ظهر حداکثر(450-550 ) و در صبح و عصر حداقل (400-450) بود.گرچه راندمان کالکتور ساخته شده با راندمان کالکتورهای معمول تفاوت چندانی ندارد، اما زمان و هزینه کمتر برای مونتاژ آن و کیفیت بالاتر شکل هندسی و دوام بیشتر سطح منکس کننده درمقایسه با کالکتورهای معمول قابل ملاحظه است.
