تحليل انرژي و اگزرژي كلكتور خورشيدي جذب مستقيم با بكارگيري نانوسيال نقره

Energy and exergy analysis of direct absorption solar collector by using silver nanofluid

در اين مطالعه، بازده انرژي و اگزرژي كلكتور خورشيدي جذب مستقيم نوع مسكوني با بكارگيري نانوسيال نقره با پوشش پلي وينيل پيروليدن به صورت تجربي تعيين شده است. در مرحله اول، پايداري و خواص ترموفيزيكي و تابشي نانوسيال با استفاده از روش هاي تئوري و تجربي ارزيابي شده و سپس، عملكرد حرارتي كلكتور با استفاده از دستگاه آزمون در محيط بيرون براساس استاندارد EN12975-2 بررسي شده است. نتايج تحليل انرژي كلكتور نشان داد كه با افزايش دبي و غلظت نانوسيال بازده كلكتور به صورت مجانبي افزايش مي يابد. مشاهده شد كه با افزايش غلظت نانوسيال، بازده اگزرژي افزايش يافته و پس از رسيدن به مقدار بهينه خود با كاهش همراه است. اين مقدار بهينه براي تمامي دبي ها، 500 ppm است. بازده اگزرژي با اختلاف دماي كاهش يافته نيز روندي مشابه غلظت داشته و در 0. 01 m2K/W به مقدار بهينه خود مي رسد. كاهش بازده اگزرژي با افزايش دبي نشان مي دهد كه تلفات ناشي از افت فشار تاثير چشمگيري بر عملكرد كلكتور از منظر اگزرژي دارد.

In this study, energy and exergy efficiency of residential-type direct absorption solar collector using PVP-coated silver nanofluid has been evaluated experimentally. First, stability and thermophysical and optical properties of nanofluid have been considered using the theoretical and experimental methods. Then, outdoor thermal performance of collector is investigated using the experimental setup based on EN12975-2. Results of energy analysis show that the collector efficiency is increased by increase of flowrate and concentration of nanofluid asymptotically. It is observed that exergy efficiency is firstly increased by nanofluid concentration and then, decreased after reaching the optimum value. The optimum concentration was 500 ppm for all flowrates. The variation of exergy efficiency by reduced temperature difference is similar to volume fraction. The optimum exergy efficiency is obtained at 0.01 m2K/W. The decrease of exergy efficiency by flowrate indicated that exergy losses due to pressure drop have the significant effect on the collector performance.