محاسبه شيب بهينه گردآورهاي خورشيدي تخت و مقايسه كاربرد آنها با يكديگر در فصول مختلف سال در كرمان

The Calculation of Optimized Slop of Flat Solar Collectors and Comparing of Their Application at Each Month of the Year in Kerman

زمينه و هدف امروزه بحران انرژي و افزايش مصرف منابع تجديدناپذير همراه با آلودگي هاي ناشي از آن ها، يكي از مشكلات عمده بسياري از كشورها از جمله ايران بوده و يكي مهم ترين عوامل تخريب زمين و تغييرات اقليمي به شمار مي رود. بنابراين بسياري از كشورها به توسعه كاربرد منابع انرژي تجديد پذير پرداخته و در اين بين انرژي خورشيدي يكي از مهم ترين منابع انرژي تجديدپذير در جهان و دومين منبع انرژي تجديدپذير در ايران پس از انرژي باد به شمار مي رود. اين انرژي به روش هاي مختلفي قابل بهره برداري بوده و در اين زمينه گردآورهاي تخت يكي از ساده ترين سامانه هايي هستند كه به سهولت مي توان از آن ها در ساختمان و نيروگاه هايي نظير برج باد خورشيدي استفاده كرد. با توجه به تغييرات روزانه و فصلي تابش خورشيد، برآورد شيب بهينه گردآورها به جهت داشتن بازده حداكثري بسيار با اهميت خواهد بود. روش بررسي در اين نوشتار بر اساس يك الگوي رياضي و استفاده از داده هاي اقليمي، شيب بهينه گردآورهاي تخت در شهر كرمان مورد بررسي قرار گرفته و نتايج بر اساس نحوه استفاده از گردآور با يكديگر مقايسه و در نهايت شيب بهينه به صورت ماهانه، فصلي و ساليانه ارزيابي مي گردد. علاوه بر اين ها براي درك بهتر موضوع، درصد انرژي دريافتي ساليانه گردآورها با زواياي مختلف نسبت به زاويه بهينه در يك جدول ارايه شده است. يافته ها در بخش نتيجه گيري، زاويه بهينه شيب گردآور در طول سال و فصل هاي مختلف بهار، تابستان، پاييز و زمستان همراه با زاويه بهينه سامانه هاي گرمايش استخرهاي روباز و سامانه هاي گرمايش ساختمان ارايه گرديده و در پايان به مقايسه بازده گردآورهاي عمودي و افقي نسبت به بازده حداكثري شيب بهينه در طول سال پرداخته شده است. بحث و نتيجه گيري نتايج نشان داد كه زاويه شيب بهينه گردآورهاي تخت در شهر كرمان در طول سال 32 درجه مي باشد. اين زاويه براي شش ماهه اول سال 7 درجه و براي شش ماهه دوم سال 53 درجه خواهد بود. همچنين تابش سالانه گرداورهاي افقي حدود90% حداكثر تابش مجموع سالانه بوده و گردآورهاي قايم نيز كم ترين تابش دريافتي را در طول سال به خود اختصاص مي دهند.

Background and Objective: Today energy crisis and inherent environmental pollution caused by increasing consumption of non-renewable resources are one of the most major concerns of many countries including Iran and using of them is one of the most important factors to Earth demolition and climatic changes. Thus, numerous developed and enlarged countries try to extend the application and use of renewable energy resources. In this regard, the solar energy is one of the most important renewable and sustainable energy sources in the world and it mainly can be enumerated as the second largest energy sources in Iran after wind energy. This energy can be exploited in several methods such as flat collectors as one of the simplest and most usable systems that can be used in the buildings and solar chimney power plant. Due to daily and seasonal variations of the sun radiation, the optimal tilt estimation of collectors with maximum efficiency is very important. Method: This paper is based on a mathematical pattern and climatic data and the optimized tilt of flat collectors in city of Kerman is investigated. Then, by comparing and analyzing results of charts and tables, optimized tilt of flat collector at each month, season and annual are extracted and contrasted. Additionally, the percent of received radiation of each angle of plates in comparison to the optimized Angele are discussed. Findings: In the conclusion section, the optimal angle tilt of collector over the year including spring, summer, autumn and winter seasons besides the optimal angle building heating systems and outdoor swimming pools heating systems are also presented. Finally, efficiency of vertical and horizontal collectors has been investigated with respect to maximizing the efficiency of optimal tilt of collector over the year.