بررسي عملكرد انرژي و اگزرژي كلكتور خورشيدي سهموي خطي با تغيير سرعت باد

Investigation of energy and exergy performance of parabolic trough solar collector with wind speed variations

در اين مطالعه اثر سرعت باد بر روي راندمان‌هاي انرژي و اگزرژي كلكتور خورشيدي سهموي خطي مدل LS-2 مورد مطالعه قرار گرفته است. سرعت جريان باد بر روي كلكتور و دريافت كننده در بازه‌ي صفر تا (m/s) 27 در نظر گرفته شده است. به منظور مطالعه عملكرد كلكتور از سه سيال عامل ترمينول وي پي 1، سيلترم 800 و دوترم A استفاده شده است. نتايج نشان داد كه در دماي ورودي سيال (K) 650 و دبي حجمي (L/min) 50، اگر سرعت باد تا (m/s) 27 افزايش يابد، ميزان كاهش راندمان ‌انرژي با استفاده از سيال‌هاي عامل ترمينول وي پي 1، سيلترم 800 و دوترم A به ترتيب برابر با 87/0، 16/1 و 85/0 درصد و ميزان كاهش راندمان اگزرژي براي اين سيالات به ترتيب برابر با 88/0، 18/1 و 86/0 درصد است. همچنين نتايج نشان داد كه تغييرات راندمان‌هاي انرژي و اگزرژي در سرعت‌هاي باد بيشتر از (m/s) 10 ناچيز است. بر مبناي نتايج بدست آمده هرچند افزايش سرعت باد تأثير به نظر كمي بر روي راندمان‌هاي انرژي و اگزرژي كلكتور نشان مي‌دهد، ولي ميزان اين كاهش راندمان‌ها، با ميزان افزايش راندماني كه در مطالعات گذشته با استفاده از توربولاتور و نانوسيال به عنوان عوامل افزايش دهنده راندمان مشاهده شده است قابل مقايسه است و لذا سرعت باد اهميت دارد. مقايسه عملكرد سه سيال استفاده شده در اين مطالعه نشان داد كه استفاده از روغن‌هاي ترمينول وي پي 1 و دوترم A به عنوان سيال انتقال حرارت در كلكتورهاي خورشيدي سهموي خطي مناسب‌تر از سيلترم 800 است.

n this study, the effect of wind speed on the energy and exergy efficiencies of the LS-2 parabolic trough solar collector have been studied. The wind speed on the reflector and receiver has been considered between zero and 27 m/s. Three working fluids of Therminol VP-1, Syltherm 800 and Dowtherm A have been used. The inlet temperature of the working fluid and volumetric flow rate are assumed to be in the range of 300 - 650 K and 50 - 600 L/min, respectively. In order to solve the governing equations, a developed thermal model in the engineering equation solver has been used. The results showed that at the inlet fluid temperature of 650 K and volumetric flow rate of 50 L/min, if the wind speed increases to 27 m/s, the energy efficiency decreases using Therminol VP-1, Syltherm 800 and Dowtherm A are 0.87%, 1.16% and 0.85%, respectively and the exergy efficiency decreases are 0.88%, 1.18% and 0.86%, respectively. Also the results showed that the variations of energy and exergy efficiencies for wind speeds greater than 10 m/s are negligible. The results indicated that although wind speed increase has little effect on the energy and exergy efficiencies of the collector, but the rate of these decreases are comparable with the rate of efficiency increases observed in previous studies using different efficiency enhancement strategies such as turbulators and nanofluids, so wind speed is important. The performance evaluation study revealed that using Therminol VP-1 and Dowtherm A are more suitable than Syltherm 800 to be used as working fluids in parabolic trough solar collectors.